SYSTEME DE REGULATION

CAHIER DES CHARGES.

1. La régulation pneumatique doit rester active en permanence de manière à minimiser le fluage du miroir.
2. Erreur de régulation:
   • Supports dorsaux:
     1. L'erreur de régulation est définie comme étant la différence de force entre les points fixes et les soufflets. 
        Valeurs désirées: ~ 1 daN.
        Un calcul d'éléments simplifié montre qu'une poutre en zerodur encastré aux deux bouts de longueur égale à l'arc entre 3 appuis extérieur, de largeur = 22.6 cm et d'épaisseur = 15 cm, donne une flèche de ~2 nm lorsqu'elle est chargée de 1 daN en son centre.
     2. L'erreur est déterminée à partir de la charge Qr et de la force mesurée sur les points fixes.
   • Supports radiaux: 
     1. L'erreur de régulation est définie comme étant la différence de force entre la valeur théorique et la valeur réelle sur chaques appuis.
     2. Valeurs désirées: ~ 10 daN.
        Valeur empirique réalisable et n'ayant pas fait l'objet de calcul.
     3. Elle est déterminée à partir de la charge Qr et de la valeur des forces dans les soufflets.
3. Angle de poursuite stellaire = 77° (12° à 89°).

REGULATION DES SUPPORTS DORSAUX

Le système fonctionne en boucle fermée.
La consigne de pression est donnée par la composante dorsale du poids du miroir. Elle varie automatiquement en fonction de l'angle d'élévation.
La charge est répartie sur 18 appuis.
Ils se composent de 3 points fixes et 15 supports pneumatiques.
Les appuis fixes sont constitués chacun d'une vis de réglage et d'un capteur de force.
Les supports pneumatiques sont constitués de soufflets à membranes soudées.
Il sont alimentés par la même pression, ont des surfaces identiques et produisent les mêmes forces.

• Qr = Charge à réguler = poids du miroir brut * cos(angle zénital).
  Les mesures du poids du miroir effectuées directement sur le télescope sont plus faibles de 5 à 15 daN que celles effectuées avec le peson électronique ou chez Shott. Cette erreur provient certainement d'un frottement du système de fixation des capteurs de force.
• Fc = Force de charge = consigne de régulation.
  Les 3 capteurs sont mis en parallèle et donnent la valeur moyenne.
  Les capteurs de forces ont une sensibilité de 2 mV/V et une charge nominale = 200 daN.
• Us = Tension de sortie de l'amplificateur MGC.
  Les paramètres de l'amplificateur sont mémorisés. Ils peuvent êtres modifiés par les commandes INTER ou via un PC.
  La tension de sortie peut varier de 0 à 10 VDC. Elle dépend de la valeur du paramètre RANGE (inverse du gain).
• Ps = Pression dans les soufflets, fournie par le convertisseur U/P SMC.
  La fonction de transfert est calibrée à 0.150 bar/V.
• Pm = Pression de mesure.
  La valeur de la pression est convertie en tension par le convertisseur.
  La tension varie de 4 à 5 V pour 0 à 5 bar.
  C'est donc une indication pas très précise de la pression actuelle.
• Fs = Force des Soufflets.
  La surface par soufflets est de 18.47 cm².
  Pression maximum de régulation = 390/18/18.47 = 1.173 [bar].
  La tension maximum de régulation Us = 1.173/0.150 = 7.82 V.
  Avec une pression maximum (1.5 bar), la force est égale à 415.6 daN. Elle permet de soulever le miroir.
  Cette possibilité est utilisée pour la manutention et les mesures du poids du miroir.
  Une butée mécanique de protection limite la course des membranes à ~1mm.

ERREUR DE REGULATION

Connaissant Qr et Fc, il est facile de calculer Err.

FONCTIONNEMENT DE L'AMPLIFICATEUR MGC
En mode mesures de forces avec le tiroir convertisseur/amplificateur MC30

La tension de sortie Us est de 10 V lorsque Fc = 200 daN et que RANGE = 2 mV/V.
Us = (Fc/200) * (2/RANGE) * 10

REGLAGES

Convertisseur U/P
La fonction de transfert doit être calibrée en premier à 0.150 bar/V.
Le réglage s'effectue à l'aide d'une source de tension 0-10 VDC et du manomètre DIGIBAR 0-5 bar en agissant sur les potentiomètres ZERO et SPAN du convertisseur.
Amplificateur MGC
Il existe 2 RANGES, elles sont ajustées pour avoir le maximum de sensibilité dans les 2 cas suivants:

• La mesure du poids du miroir Qr avec RANGE1 => 10 V pour 390/3 = 130 daN.
• La mesure du poids de régulation avec RANGE2 => 1.173 [bar] / 0.150 [bar/V] = 7.82 V pour 390/18 = 21.666 daN.

RANGE1 = Fc/(10*10) = 130/100 = 1.3 mV/V.
Lecture de la force: Qr = 3 * (Us * 1.3*10) = Us * 39

RANGE2 (théorique) = Fc/(7.82*10) = 0.277.
Dans ce cas, la lecture de la force moyenne par capteur: Fs = Us * 2.77

MARCHE A SUIVRE POUR LA RECHERCHE DE L'ERREUR MINIMUM.

1. Placer le télescope au zénith et mesurer Qr.
2. Placer le télescope à 30° d'angle zénital avec la régulation active et minimiser la valeur de Err en variant RANGE2.
3. Effectuer un contrôle à différents angles zénitaux.

Voir les mesures effectuées dans: Precisions mesurées sur T4 et T5.

REGULATION DES SUPPORTS RADIAUX

Le système fonctionne en boucle ouverte. 
La consigne de régulation est fournie par un inclinomètre. 
6 appuis sont répartis sur le bas du miroir, ils ne font que supporter la charge radiale. 
Ils se composent de 2 points fixes et de 4 supports pneumatiques. 
Les appuis fixes sont constitués une vis de réglage. 
Les supports pneumatiques sont constitués de soufflets à membranes soudées. Ils sont alimentés par la même pressions. Leurs surfaces varient selon l'angle A. 

• Qr = Charge à réguler = poids du miroir brut * cos(angle d'élévation)
  Voir ci-dessus.
• Ue = Tension d'entrée de l'amlpificateur MGC (fournie par l'inclinomètre) = consigne de régulation
  Ue = 5V*cos(élé).
• Us = Tension de sortie de l'amplificateur MGC
  Voir ci-dessus.
• Ps = Pression dans les soufflets, fournie par le convertisseur U/P SMC
  Voir ci-dessus.
• Pm = Pression de mesure.
  Voir ci-dessus.
• Fs = Force des Soufflets

FONCTIONNEMENT DE L'AMPLIFICATEUR MGC
En mode mesures de tension avec le tiroir convertisseur/amplificateur MC01

La tension de sortie Us est de 10 V lorsque Ue = 10 V et que RANGE = 10 mV/V.

REGLAGES

Convertisseur U/P
La fonction de transfert doit être calibrée en premier à 0.150 bar/V.
Voir ci-dessus.
Inclinomètre
Avec le télescope positionné à ELE = 0°,
orienter l'inclinomètre à la tension Ue maximale = ~5.0 V.
Amplificateur MGC
Il existe 2 RANGES, elles sont ajustées pour: 
La mesure de la tension Us maximale. RANGE1 = 10 mV/V => Us/Ue= 1 
La régulation pneumatique. RANGE2 (théorique) = (Ue/Us)*10

Voir les mesures effectuées dans: Precisions mesurées sur T4 et T5.