Transcript ASSERVISSEMENTS ET REGULATION
ASSERVISSEMENTS ET REGULATION
Notions Correcteurs : effets P I et D Résumé, structures Identification d’un process de chauffage Réglage des PID BTS ELECTROTECHNIQUE LISLET GEOFFROY
BTS Electrotechnique Asservissements et régulation
C: Consigne
BOUCLE DE REGULATION
E = M-C Erreur Régulateur Valeur réglante S : Sortie Algorithme Process M : Mesure Capteur + transmetteur
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Termes But
une d'un système asservi :
annuler l'erreur
et avoir
réponse la plus rapide possible Régulation
: la consigne varie peu (climatisation…)
Asservissement
: la consigne peu varier beaucoup et souvent (Par ex, l'asservissement de position sur un déplacement de grue).
Réponse indicielle
échelon de consigne : réponse d'un système à un Lycée Lislet Geoffroy 3
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Action proportionnelle : P
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S=K(M-C)+S0
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Action proportionnelle : P
• Permet de jouer sur la vitesse de réponse du procédé. • Si K (ou Xp) augmente : la réponse s’accélère, l’erreur statique diminue la stabilité se dégrade : risques d’instabilité • Il faut trouver un bon compromis entre vitesse et stabilité.
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Bande proportionnelle
• • Variation en % de l’entrée du régulateur qui fait varier la sortie de 100% .
BP%=100/K
.
• BP de l'ordre de 3 à 400% dans les régulateurs électroniques. Dans les • régulateurs industriels, elle est appelée
Xp .
Bp = Xp
E/100
E: Echelle de mesure du régulateur (ex : 0/100°C) Lycée Lislet Geoffroy 6
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Bande proportionnelle (2) S(t) M-C K(M-C) = (100/BP)*(M-C) t S BP R
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Action Integrale : I
• •
permet d’annuler l’erreur statique Accélère la réponse
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Action Integrale : I (2)
• • Plus l’action intégrale est élevée (Ti petit), plus la réponse s’accélère et plus la stabilité se dégrade.
• Il faut également trouver un bon compromis entre vitesse et stabilité.
• Dans les régulateurs industriels on affiche 1/Ti, alors
Ti est d’autant plus grand que l’action intégrale est faible.
Pas d'action I : Ti infini
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Régulation P I
S
K
(
M
C
)
K Ti t
0 (
M
C
)
dt
U
0 S(t) Action I : Action P : K(M-C) t Lycée Lislet Geoffroy 10
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Action dérivée : D
• Anticipatrice • Si l’action dérivée augmente (Td grand), la réponse s’accélère!.
• Compromis vitesse stabilité.
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Résumé P I D Action P Action I Action D En statique En dynamique L'écart diminue si P augmente Augmente la rapidité, mais risques d'instabilités Annule l'erreur statique Risque d'augmenter l'instabilité Aucun effet Permet de stabiliser
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Structure des PID
• Série
P I P I D
• Mixte • Parallèle
I D
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D P
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Régulation tout ou rien T°(t)
Xp = 0 % Ti =
Td = 0
Seuil haut Hystérésis de réglage Seuil bas Valeur réglante (soit ici Puiss de chauffe) Consigne t
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Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda
Gs : gain statique en boucle ouverte
e -Tp
retard pur un processus de premier ordre Gs =
H
(
p
) Um% /
Gs
.
e
Tp
1
p
Ur% Lycée Lislet Geoffroy 15
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Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda (2)
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Réglage d’un PID
• • •
Etape 1 :
faire des
essais
et
étude du procédé
. Objectif : déterminer son modèle.
Etape 2 :
selon le modèle que l'on aura choisi,
régler le correcteur
PID.
Etape 3 :
essayer le réglage choisi.
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Réglage industriel par la méthode de Broïda Rapport T/
<= 0,05 Entre 0,05 et 0,1 Entre 0,1 et 0,2 Entre 0,2 et 0,5 >= 0,5
Correcteur proposé
T O R P PI PID Limite des PID Lycée Lislet Geoffroy 18
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Réglage industriel par la méthode de Broïda (2) Paramètre / structure P PI parallèle PI série PID série PID mixte PID parallèle
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BP (%) 125 G 0 T/
125 G 0 T/
125 G 0 T/
120 G 0 T/
120 G 0 T/(
+0,4T) 120 G 0 T/(
+0,4T) Ti G 0 T/0,8
+ 0,4T G 0 T/0,75 Td 0,42 T
T / (2,5
+ T) 0,35
/ G 0
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Réglage par méthode TOR : bande proportionnelle
• Essai pour Xp =0 : mode TOR • Xp théorique % = (2A/E) *100 • Xp pratique = (3 à 5) Xp théorique S 2A C T Lycée Lislet Geoffroy 20
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Réglage par méthode TOR : Réglage Xp et I
•
Ti = ¾ T
•
Ti pratique = (1 à 1,5) Ti calculé Réglage D
•
Td = Ti/5
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Ziegler/Nichols en boucle fermée
On annule les actions I et D On augmente le gain K jusqu‘à l’instabilité • -KM: valeur limite d’instabilité • -To: période des oscillations
Type de régulateur
PI K 0,45 KM Ti 0,8 To Td PID
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0,6 KM 0,5 To 0,125 To
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Ziegler/Nichols en boucle ouverte systèmes de chauffage KP < 1.2 Tg/Tu TI> 2 Tu Td = 0.5 Tu
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QCM (1)
Le capteur d'une boucle d'asservissement est un capteur : TOR Analogique Numérique Une boucle d'asservissement ne comporte pas de capteur Lycée Lislet Geoffroy Vrai Faux 24
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QCM (2)
Un système asservi réagit de façon à Annuler l'erreur Augmenter l'erreur Amplifier au maximum possible Pour ne pas mettre d'effet intégrale I dans un correcteur, il faut régler Ti Ti le plus grand possible Ti à 0 Ti à Pi/2 Lycée Lislet Geoffroy 25
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QCM (3)
Pour ne pas mettre d'effet dérivée D dans un correcteur, il faut régler Td Si on augmente l'effet proportionnel, l'erreur statique augmente Td le plus grand possible Td à 0 Td à Pi/2 Vrai Faux Lycée Lislet Geoffroy 26
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QCM (4)
Pour régler un PID, on met tous les paramètres aux maximum pour commencer Si on met beaucoup d'effet I dans le régulateur, la stabilité Vrai Faux Augmente Diminue Lycée Lislet Geoffroy 27