Analyse du comportement de la servovalve electro-hydraulique lors de freinage des roues d'un avion (cas de Boeing 737-NG)

CHAPITRE IV : ANALYSE DU COMPORTEMENT DE LA SERVOVALVE ELECTRO-HYDRAULIQUE

IV.1. Analyse du système

Les systèmes asservis sont des systèmes commandés électromécaniques régis par les lois de la dynamique, et de l'électricité. La mise en équation d'un système conduit à un système d'équations différentielles.(^14(*))

Le but de l'analyse d'un asservissement est de parvenir à déterminer la commande du système qui remplisse les exigences du cahier des charges fonctionnel (analyse fonctionnel, caractéristique des fonctions de service attendues, et fonction de service réalisés).

Le schéma ci-dessous présente la démarche globale d'étude d'un système asservi, avec deux méthodes conduisant au diagramme fonctionnel (la méthode théorique qui passe par la mise en équations, et la méthode « pratique » qui consiste à effectuer des essais).

Système matériel asservi

si le système est simple si le système est complexe

Mise en équation

Système d'équations

Expérimentation

Sollicitation du système par un signal

Analyser (modélisation) Identification

Schématisation fonctionnelle

(schéma-blocs)

Sollicitation par un signal typique

Comportement fonctionnelle

Réponse du système

Simulation

Réglage et correction, en fonction des performances souhaitées

Analyse des performances

Figure : 4.1. Démarche globale d'étude d'un système asservi

Parmi ces deux choix des méthodes, nous avons souhaité faire notre analyse par la méthode théorique, qui pourra moins nous coûter que la méthode pratique.

IV.2. Système asservi

Le système à analyser s'intitule : servovalve électrohydraulique (lors de freinage des roues)

Le système comprend quatre (4) éléments, il s'agit :

1. Un calculateur de commande « BSCU » : Brake Pedal Transmitter Unit ou ABCU : Alternate Braking Control Unit, selon le mode de commande.

2. Une servovalve

3. Un bloc de frein

4. Un capteur « accéléromètre »

IV.3. Mise en équation des éléments du système de freinage en mode normal (15(*))

1. BSCU : Brake Pedal Transmitter Unit

(4.1)

(4.2)

: Sortie

: Entrée

: gain statique du BSCU

2. Servovalve électrohydraulique

La fonction de transfert de la servovalve en boucle ouverte est donnée par la relation :

(4.3)

 : gain statique de la servovalve

 : coefficient d'amortissement

 : pulsation propre

3. Bloc de frein

(4.4)

(4.5)

: Accélération des roues

: Coefficient de frottement des disques

: Pression hydraulique (sortant du servovalve)

4. Accéléromètre

La centrale inertielle contient des accéléromètres qui permettent de mesurer les accélérations suivant les trois directions xa, ya, za d'un repère lié à l'avion.

L'accéléromètre renvoie au BSCU un signal électrique u_a(t) image de l'accélération (t) suivant la direction xa. La tension u_a(t) est convertie en grandeur numérique a_m par un convertisseur analogique-numérique et rangée dans la mémoire du BSCU.

(4.6)

(4.7)

 : sortie

 : entrée

 : gain statique de l'accéléromètre

* ¹⁴ Y. Tchouprakov, Commande Hydraulique et Automatismes Hydrauliques. Moscou, Ed. Mir, 1979, p.103.

* ¹⁵ Catalog, "Transfer Function For MOOG Servovalves", MOOG Technical Bulletin 103, MOOG Inc. Controls Division, East Aurora, Ny 14052, 1965.