ASSERVISSEMENTS ET REGULATION

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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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BTS Electrotechnique Asservissements et régulation • • • •

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