ASSERVISSEMENTS ET REGULATION Notions Correcteurs effets P I

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ASSERVISSEMENTS ET REGULATION Notions Correcteurs : effets P I et D Résumé, structures Identification

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 BOUCLE DE REGULATION E = M-C Erreur Régulateur Valeur

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation BOUCLE DE REGULATION E = M-C Erreur Régulateur Valeur réglante C: Consigne Algorithme M : Mesure Lycée Lislet Geoffroy S : Sortie Process Capteur + transmetteur 2

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Termes • But d'un système asservi : annuler l'erreur

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Termes • But d'un système asservi : annuler l'erreur et avoir une 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 : réponse d'un système à un échelon de consigne Lycée Lislet Geoffroy 3

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action proportionnelle : P S=K(M-C)+S 0 Lycée Lislet Geoffroy

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action proportionnelle : P S=K(M-C)+S 0 Lycée Lislet Geoffroy 4

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action proportionnelle : P • Permet de jouer sur

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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. Lycée Lislet Geoffroy 5

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Bande proportionnelle • Variation en % de l’entrée du

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Bande proportionnelle (2) S(t) K(M-C) = (100/BP)*(M-C) t M-C

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Bande proportionnelle (2) S(t) K(M-C) = (100/BP)*(M-C) t M-C S BP Lycée Lislet Geoffroy R 7

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action Integrale : I • permet d’annuler l’erreur statique

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action Integrale : I • permet d’annuler l’erreur statique • Accélère la réponse Lycée Lislet Geoffroy 8

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action Integrale : I (2) • Plus l’action intégrale

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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 Lycée Lislet Geoffroy 9

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Régulation P I S(t) Action I : Action P

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Régulation P I S(t) Action I : Action P : Lycée Lislet Geoffroy K(M-C) t 10

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action dérivée : D • Anticipatrice • Si l’action

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Action dérivée : D • Anticipatrice • Si l’action dérivée augmente (Td grand), la réponse s’accélère!. • Compromis vitesse stabilité. Lycée Lislet Geoffroy 11

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Résumé P I D Action P Action I Action

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Résumé P I D Action P Action I Action D En statique L'écart diminue si P augmente Annule l'erreur statique Aucun effet En dynamique Augmente la rapidité, mais risques d'instabilités Risque d'augmenter l'instabilité Permet de stabiliser Lycée Lislet Geoffroy 12

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Structure des PID • Série P I D •

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Structure des PID • Série P I D • Mixte Lycée Lislet Geoffroy • Parallèle I P D 13

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Régulation tout ou rien Xp = 0 % Ti

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Régulation tout ou rien Xp = 0 % Ti = Td = 0 T°(t) Seuil haut Hystérésis de réglage Seuil bas Valeur réglante (soit ici Puiss de chauffe) Consigne t Lycée Lislet Geoffroy 14

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda · Gs : gain statique en boucle ouverte · e-Tp retard pur · un processus de Gs = Um% / Ur% premier ordre Lycée Lislet Geoffroy 15

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda (2) Lycée Lislet Geoffroy 16

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage d’un PID • Etape 1 : faire des

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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. Lycée Lislet Geoffroy 17

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage industriel par la méthode de Broïda Rapport T/

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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 Lycée Lislet Geoffroy Correcteur proposé T O R P PI PID Limite des PID 18

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage industriel par la méthode de Broïda (2) Paramètre

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage industriel par la méthode de Broïda (2) Paramètre / structure BP (%) Ti Td P 125 G 0 T/ PI parallèle 125 G 0 T/0, 8 PI série 125 G 0 T/ PID série 120 G 0 T/ 0, 42 T PID mixte 120 G 0 T/( +0, 4 T) + 0, 4 T T / (2, 5 + T) PID parallèle 120 G 0 T/( +0, 4 T) G 0 T/0, 75 0, 35 / G 0 Lycée Lislet Geoffroy 19

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage par méthode TOR : bande proportionnelle • Essai

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage par méthode TOR : bande proportionnelle • Essai pour Xp =0 : mode TOR • Xpthéorique% = (2 A/E) *100 • Xp pratique = (3 à 5) Xp théorique S C 2 A T Lycée Lislet Geoffroy 20

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage par méthode TOR : Réglage Xp et I

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Réglage par méthode TOR : Réglage Xp et I • Ti = ¾ T • Ti pratique = (1 à 1, 5) Ti calculé Réglage D • Td = Ti/5 Lycée Lislet Geoffroy 21

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Ziegler/Nichols en boucle fermée On annule les actions I

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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 Ti Td 0, 45 KM 0, 8 To PID 0, 6 KM 0, 5 To 0, 125 To Lycée Lislet Geoffroy 22

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Ziegler/Nichols en boucle ouverte systèmes de chauffage KP <

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation Ziegler/Nichols en boucle ouverte systèmes de chauffage KP < 1. 2 Tg/Tu TI> 2 Tu Td = 0. 5 Tu Lycée Lislet Geoffroy 23

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation QCM (1) Le capteur d'une TOR boucle Analogique d'asservissement

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation QCM (1) Le capteur d'une TOR boucle Analogique d'asservissement Numérique est un capteur : Une boucle d'asservissement Vrai ne comporte pas Faux de capteur Lycée Lislet Geoffroy 24

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation QCM (2) Un système asservi réagit de façon à

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation QCM (2) Un système asservi réagit de façon à Pour ne pas mettre d'effet intégrale I dans Lycée Lislet Geoffroy un correcteur, il Annuler l'erreur Augmenter l'erreur Amplifier au maximum possible Ti le plus grand possible Ti à 0 Ti à Pi/2 25

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation QCM (3) Pour ne pas mettre d'effet dérivée D

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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 Lycée Lislet Geoffroy Td le plus grand possible Td à 0 Td à Pi/2 Vrai Faux 26

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation QCM (4) Pour régler un PID, on met tous

BTS Electrotechnique Asservissements et régulation 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 Lycée Lislet Geoffroy Vrai Faux Augmente Diminue 27