Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
La régulation PID est assez complexe à régler. Cet article présente différents éléments de calcul et de simulation de ce type de régulation. Notamment il précise les moyens de calcul des coefficients de la réponse indicielle pour les modèles oscillants et pour les modèles apériodiques. Il fournit également une fonction utilisable avec le logiciel MATLAB permettant d’effectuer l’équivalence des diagrammes de Bode de deux fonctions de transfert.
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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
Let article contient les annexes de l’article [Applications de la commande PID - Asservissement température et position].
L’annexe 1 permet le calcul des coefficients A, B, C et D de la réponse indicielle du modèle choisi pour les systèmes oscillants.
L’annexe 2 permet le calcul des coefficients A, B, C et D de la réponse indicielle du modèle choisi pour les systèmes apériodiques.
L’annexe 3 donne le développement limité d’une fraction rationnelle.
L’annexe 4 donne une fonction utilisable avec le logiciel MATLAB permettant d’effectuer l’équivalence des diagrammes de Bode de deux fonctions de transfert.
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Présentation
4. Annexe 4
Fonction permettant d’effectuer graphiquement l’équivalence C (p ) F (p ) º T 4 (p )
function PIDCLA1(A,wi,Td,Tf,Kv,taun,ksi,wa,wfi,alfa)
% function PIDCLA1(A,wi,Td,Tf,Kv,taun,ksi,wa,wfi,alfa)
% trace le diag de Bode de
% F(p)=Kv(1+taunp)/p(1+p.2ksi/wa+p^2/wa^2)
% et du PID théorique Cth(p) et du PID réel C(p)=A(1+wi/p+Td.p/(1+tf.p))
% wfi=Bande passante souhaitée en Boucle fermée en rd/s
% alfa fixe la marge de phase souhaitée (alfa = 12 pour 45o alfa = 30 pour 60o)
% Cth est en bleu et C réel en rouge
% T=C.F est en rouge et T4() en bleu
w=logspace(-1,4); % a adapter selon la bande passante du système F(p)
%**************** tracé de F(p)************************************************
numbo=[Kv*taun,Kv];
denobo=[1/(wa*wa), 2*ksi/wa, 1, 0];
figure(1);
[magF, phaseF]=Bode (numbo,denobo,w);
magF=20*log10(magF);
subplot(2,1,1);
semilogx(w,magF);grid;xlabel(‘pulsation en rd/s’);ylabel(‘gain en db’);
subplot(2,1,2);
semilogx(w,phaseF);grid;(‘pulsation en rd/s’);ylabel(‘phase en degrés’);
Title(‘Diagramme du système en boucle ouverte’);
%*******************tracé de T4(p)********************************************
% modèle de classe 0 T4(p) = Ka/p^2(1+p/w0)^2
R2 = sqrt(2);
Ralfa = sqrt(alfa);
w0 = wfi *R2*Ralfa;
Ka=w0*w0/(alfa*R2*Ralfa);
numTm=[Ka*alfa/w0, Ka];
denoTm=[1/(w0*w0), 2/w0, 1,0, 0]
figure(2);
[magTm,phaseTm]=Bode(numTm,denoTm,w);
magTm=20*log10(magTm);
subplot(2,1,1);
semilogx(w,magTm);grid;xlabel(‘pulsation en rd/s’);ylabel(‘gain en db’);
subplot(2,1,2);
semilogx(w,phaseTm);grid;xlabel(‘pulsation en rd/s’);ylabel(‘phase en degrés’);
title(‘Diagramme du modèle désiré en boucle ouverte’);
%*************** tracé du correcteur désiré Cth***************************
magCth=magTm-magF;
phaseCth=phaseTm-phaseF;
figure (3)
subplot(2,1,1);
semilogx(w,magCth,‘r’);grid;(‘pulsation en rd/s’);ylabel(‘gain en db’);
subplot(2,1,2);
semilogx(w,phaseCth,‘r’);grid;xlabel(‘pulsation en rd/s’);ylabel(‘phase en degrés’);
title(‘Correcteur désiré’);
% **********trace le diag de bode du correcteur réel C(p)=A(1+wi/p+Tdp/1+tf.p)
c0=A*wi;
c1=A*(1+Tf*wi);
c2=A*(Td+Tf);
numC=[c2,c1,c0];
denoC=[Tf,1,0];
[magC,phaseC]=Bode(numC,denoC,w);
magC=20*log10(magC);
figure...
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