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RÉSUMÉ
La régulation PID, bien que n'étant pas la méthode de régulation la plus performante, reste quand même la plus utilisée. L'impossibilité de faire des tests en boucle ouverte rend la réglage de cette régulation assez complexe. Cet article présente les principes généraux de cette régulation PID.Puis au travers de deux applications concrètes, il détaille deux méthodes de réglage : la méthode des moments et la méthode fréquentielle classique
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Dominique JACOB : Agrégé de Génie-électrique - Ancien élève de l’ENS de Cachan - Maître de conférences à l’IUT de Poitiers
INTRODUCTION
La commande PID n’est pas la plus performante des commandes mais c’est la plus répandue. Le technicien ou l’ingénieur, confronté en pratique à une régulation, est bien souvent limité à la mise en œuvre d’un régulateur PID qui n’offre pas toutes les possibilités de réglage des méthodes modernes. De plus, il est en général impossible d’effectuer des essais en boucle ouverte pour identifier le système régulé. On doit alors savoir régler au mieux ce type de régulateur à partir d’essais en boucle fermée uniquement.
On présente ici, en respectant ces contraintes, deux applications concrètes très fréquentes : une régulation de température et l’asservissement en position d’un système mécanique motorisé par un moteur Brushless. Le réglage est effectué par la méthode des moments et la méthode fréquentielle classique.
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Remarques sur le calcul numérique de la commande
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8. Régulation PID de position d’un moteur Brushless
8.1 Structure de la commande d’un moteur Brushless
On présente un asservissement de position d’un mécanisme motorisé par un moteur Brushless (Parvex NX310, couple 2 N · m, vitesse 4 000 tr/min). Le variateur utilisé réalise la commande de la vitesse du moteur selon la structure de la figure 37.
La structure de commande de la position utilise trois asservissements :
-
l’asservissement du courant (qui impose le couple) interne au variateur et non réglable ;
-
l’asservissement de la vitesse interne au variateur mais réglable ;
-
l’asservissement de la position, externe au variateur.
L’utilisateur doit régler le correcteur pour l’asservissement de vitesse et ensuite un second correcteur pour l’asservissement de position. Avec le variateur Parvex Little Drive (figure 37), l’asservissement de vitesse peut être obtenu par un correcteur proportionnel pur, un correcteur PI ou un correcteur PI2 (avec deux intégrations). On peut déterminer ces correcteurs avec les méthodes exposées dans les paragraphes 6 et 7.
L’application suivante ne présente que l’asservissement de position utilisant un correcteur PID. Le réglage de l’asservissement de vitesse conditionne grandement les performances que l’on peut obtenir sur l’asservissement de position. Dans l’étude suivante, le correcteur de vitesse conduit à un système oscillant amorti, ce qui rend délicate la...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COTTET (F.) - LABVIEW Programmation et applications. - DUNOD ISBN 2 10 005667 0 (2001).
-
(2) - JACOB (D.) - Calcul des correcteurs PID par la méthode des moments pour les systèmes instables en boucle ouverte. - Revue d’Automatique et de Productique Appliquée, vol. 8 no 4/1995, pages 585 à 608, avr. 1995.
-
(3) - TRIGEASSOU (J.-C.) - Contribution à l’extension de la méthode des moments en automatique. - Thèse de Doctorat Es Sciences Poitiers (1987).
-
(4) - RICHALET (J.) - Pratique de l’identification. - HERMES ISBN 2-86601-287-9 (1991).
-
(5) - ASTRÖM (K.), HÂGGLUND (T.) - PID controllers. - Instrument Society of America ISBN 1-55617-516-7 (1995).
-
(6) - JACOB (D.) - Régulation PID en Génie Électrique. - Ellipses ISBN 2-7298-0075-1...
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