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BTS ELECTROTECHNIQUE LISLET GEOFFROY ASSERVISSEMENTS ET REGULATION Résumé, stru

BTS ELECTROTECHNIQUE LISLET GEOFFROY ASSERVISSEMENTS ET REGULATION Résumé, structures Identification d’un process de chauffage Correcteurs : effets P I et D Notions Réglage des PID Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 2 BOUCLE DE REGULATION Algorithme Process Capteur + transmetteur C: Consigne S : Sortie E = M-C Erreur M : Mesure Régulateur Valeur réglante Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 3 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 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 4 Action proportionnelle : P S=K(M-C)+S0 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 5 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. Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 6 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) Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 7 Bande proportionnelle (2) M-C K(M-C) = (100/BP)*(M-C) S(t) t S R BP Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 8 Action Integrale : I • permet d’annuler l’erreur statique • Accélère la réponse Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 9 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 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 10 Régulation P I K(M-C) S(t) t Action P : Action I : 0 0 ) ( ) ( U dt C M Ti K C M K S t       Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 11 Action dérivée : D • Anticipatrice • Si l’action dérivée augmente (Td grand), la réponse s’accélère!. • Compromis vitesse stabilité. Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 12 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 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 13 Structure des PID P I D P I D P I D • Série • Parallèle • Mixte Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 14 Régulation tout ou rien T°(t) t Hystérésis de réglage Valeur réglante (soit ici Puiss de chauffe) Consigne Seuil bas Seuil haut Xp = 0 % Ti =  Td = 0 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 15 Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda · Gs : gain statique en boucle ouverte · e-Tp retard pur · un processus de premier ordre p e Gs p H Tp     1 . ) ( Gs = Um% / Ur% Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 16 Identifier un process de chauffage : méthode de Broïda (2) Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 17 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. Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 18 Réglage industriel par la méthode de Broïda Rapport T/ Correcteur proposé <= 0,05 T O R Entre 0,05 et 0,1 P Entre 0,1 et 0,2 PI Entre 0,2 et 0,5 PID >= 0,5 Limite des PID Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 19 Réglage industriel par la méthode de Broïda (2) Paramètre / structure BP (%) Ti Td P 125 G0 T/ PI parallèle 125 G0 T/ G0 T/0,8 PI série 125 G0 T/  PID série 120 G0 T/  0,42 T PID mixte 120 G0 T/(+0,4T) + 0,4T T / (2,5+ T) PID parallèle 120 G0 T/(+0,4T) G0 T/0,75 0,35 / G0 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 20 Réglage par méthode TOR : bande proportionnelle • Essai pour Xp =0 : mode TOR • Xpthéorique% = (2A/E) *100 • Xp pratique = (3 à 5) Xp théorique S C T 2A Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 21 Réglage par méthode TOR : Réglage Xp et I • Ti = ¾ T • Ti pratique = (1 à 1,5) Ti calculé Réglage D • Td = Ti/5 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 22 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 K Ti Td PI 0,45 KM 0,8 To PID 0,6 KM 0,5 To 0,125 To Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 23 Ziegler/Nichols en boucle ouverte systèmes de chauffage KP < 1.2 Tg/Tu TI> 2 Tu Td = 0.5 Tu Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 24 QCM (1) Le capteur d'une boucle d'asservissement est un capteur : TOR Analogique Numérique Une boucle d'asservissement ne comporte pas de capteur Vrai Faux Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 25 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 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 26 QCM (3) Pour ne pas mettre d'effet dérivée D dans un correcteur, il faut régler Td Td le plus grand possible Td à 0 Td à Pi/2 Si on augmente l'effet proportionnel, l'erreur statique augmente Vrai Faux Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 27 QCM (4) Pour régler un PID, on met tous les paramètres aux maximum pour commencer Vrai Faux Si on met beaucoup d'effet I dans le régulateur, la stabilité Augmente Diminue uploads/Finance/ asservissements.pdf