Commande prédictive de moteurs pas à pas utilisées dans un robot à deux degrés de liberté

Abstract

L’application d’une commande avancée à un système complexe doit répondre aux exigences accrues en matière de robustesse et de performance. Ce travail porte sur l’application d’une commande avancée (commande prédictive) sur un système composé d’un robot manipulateur de type SCARA motorisé par deux moteurs pas à pas à aimants permanents. En premier lieu nous avons présenté la commande utilisée (la commande prédictive) qui permet de définir la future dynamique d’un système. Dans notre cas nous avons distingué la commande prédictive à base d’un modèle d’état MPC grâce à ses performances. Puis, nous avons défini les éléments du système étudié qui sont le moteur pas à pas et le bras manipulateur de type SCARA. Premièrement nous avons donné un aperçu général sur le moteur pas à pas, son principe de fonctionnement ainsi que les différents types utilisés. Après on a évoqué le bras manipulateur. Nous avons présenté des généralités sur les robots manipulateurs ainsi que leur modélisation. Nous nous sommes concentrés en particulier sur le robot SCARA à deux degrés de libertéEnsuite, nous avons appliqué la commande prédictive sur le moteur pas à pas à aimants permanents pour l’asservir en vitesse tout en rejetant les perturbations. Ce moteur asservi sera utilisé pour motoriser le robot SCARA (deux moteurs). Enfin, nous avons synthétisé des régulateurs PI afin de commander le robot SCARA en position. Ceci était possible à cause de l’utilisation des MPP avec leurs MPC. La simulation a montré l’efficacité de l’approche utilisée et nous avons obtenu un résultat satisfaisant. Ce résultat prouve que cette approche de la commande permet en effet de répondre aux exigences de performances et de garantir la robustesse en prenant en compte les incertitudes possibles. Comme perspective, nous pouvons citer l’implémentation de cette commande sur un robot SCARA réel (banc d’essais), en plus de l’appliquer sur d’autres types de robots manipulateurs et d’étudier ses différents variantes.