Amélioration de l'asservissement de visée laser


Entreprise : Jtl-electronique
Client : Pierre CHAMBERT
Développeurs : Benoît VIALARD, Rémy QUAGLIARA, Jordan PONSARD
Tuteur technique : Jacques LAFFONT
Tuteur industriel : Pascal FICKINGER


Résumé

Notre projet a pour objectif d'améliorer l’asservissement d’une visée laser. Ce dernier est utilisé dans le domaine de l’ophtalmologie pour les opérations chirurgicales de la rétine de l’œil.

L’objectif est de déplacer la visée laser deux fois plus rapidement, que le système existant. Le système devra, par ailleurs, pouvoir communiquer avec un ordinateur via une liaison série ainsi que s'initialiser en autonomie complète.

Nous avons trois grandes tâches à effectuer pour finaliser ce projet. La première tâche consiste à réaliser l'identification des galvanomètres à partir des données constructeurs sur le logiciel Scilab. Cette partie pourra être valider en comparant les courbes obtenues en simulation avec celles obtenues à la sortie des moteurs avec des entrées identiques. Cette tâche nous permettra de réaliser la deuxième qui consiste à calculer les paramètres du correcteur pour asservir le système. La dernière consiste à implémenter l’asservissement théorique sur le dispositif existant.

Mots clé : Identification, asservissement, simulation, programmation, FPGA, électronique, rapidité, précision

Abstract

This project consists in improving the control of a laser sight. It is used in the field of ophthalmology for surgical operations on the retina of the eye.

The goal is to move the laser sight twice as fast as the existing system. The system must also be able to communicate with a computer via a serial link as well as initialize itself in complete autonomy.

We have three main tasks to complete this project. The first task is to perform the identification of the galvanometers from the manufacturer's data on the Scilab software. This part can be validated by comparing the curves obtained in simulation with those obtained at the output of the motors with identical inputs. This task will enable us to perform the second one which consists in calculating the corrector parameters to control the system. The last one consists in implementing the theoretical servoing on the existing device.

Key words : Identification, Servo control, simulation, programming, FPGA, electronics, speed, precision

Remerciements

Nous tenons à remercier notre client M. CHAMBERT, pour sa confiance.

Nous tenons également à remercier M. LAFFONT, qui est à la fois notre tuteur technique et le responsable des projets industriels, pour nous avoir aidés à monter en compétences rapidement et à débuter le projet.

De même, M.LENGAGNE qui nous est d’une grande aide pour toute la partie automatique. 
 
Enfin, nous aimerions remercier M.FICKINGER pour ses conseils sur la gestion de projet.

Table des abréviations

CAN : Convertisseur Analogique Numérique
CDCF : Cahier des charges fonctionnel
CNA : Convertisseur Numérique Analogique
FPGA : Field Programmable Gate Arrays (Réseaux Logiques Programmables)
HPS : Hard Processor System
IP : Intellectual Property
PID: Proportionel, Integral, Derivé
SBPA : Séquence Binaire Pseudo Aléatoire
SOC : System On Chip (Système Sur Puce)
SPI : Serial Peripheral Interface (Interface Périphérique Série)
UART : Universal asynchronous receiver-transmitter(émetteur-récepteur asynchrone universel)
WBS : Work Breakdown Structure (Structure de Répartition du Travail)

Tous les mots en italiques sont ici répertoriés.

Introduction

Dans le cadre de la formation en Génie Électrique de l’école d’ingénieur Polytech Clermont-Ferrand, des projets industriels sont proposés aux étudiants de manière à ce qu’ils aient une première expérience en ce qui concerne la réalisation et la gestion d’un réel projet.

Le projet qui nous a été confié, est proposé par M.CHAMBERT, dirigeant de l'entreprise JTL-électronique. Cette entreprise réalise et conçoit des systèmes électroniques. Elle a notamment développé un système de visée laser qui est destiné à réaliser des opérations chirurgicales de la rétine. La problématique du projet est d’accélérer la vitesse d'asservissement de cette visée laser.

Etant donné que ce projet existe depuis maintenant deux ans, nous avons dû mettre à jour et adapter la gestion de projet qui avait été mis en place l’année précédente (GANTT, WBS). Il a également été nécessaire de mettre en place des méthodes de travail pour monter en compétences rapidement sur les domaines techniques exploités par le projet.

Dans un premier temps, nous présenterons le contexte général du projet et les besoins du client. Nous parlerons ensuite de l’identification du modèle des galvanomètres. Puis, nous expliquerons la démarche que nous avons mis en place pour rendre l’asservissement des deux galvanomètres fonctionnel.


Sommaire

1. Contexte du projet
2. Identification du modèle des galvanomètres
3. Asservissement
Conclusion
Bilan personnel