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BTS ELECTROTECHNIQUE LISLET GEOFFROY ASSERVISSEMENTS ET REGULATION Résumé, structures Identification dun process de chauffage Correcteurs : effets P I.

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1 BTS ELECTROTECHNIQUE LISLET GEOFFROY ASSERVISSEMENTS ET REGULATION Résumé, structures Identification dun process de chauffage Correcteurs : effets P I et D Notions Réglage des PID

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

3 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

4 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 4 Action proportionnelle : P S=K(M-C)+S0

5 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 saccélère, lerreur statique diminue la stabilité se dégrade : risques dinstabilité Il faut trouver un bon compromis entre vitesse et stabilité.

6 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 6 Bande proportionnelle Variation en % de lentrée 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)

7 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 RBP

8 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 8 Action Integrale : I permet dannuler lerreur statique Accélère la réponse

9 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 9 Action Integrale : I (2) Plus laction intégrale est élevée (Ti petit), plus la réponse saccélère 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 dautant plus grand que laction intégrale est faible. Pas d'action I : Ti infini

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

11 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 11 Action dérivée : D Anticipatrice Si laction dérivée augmente (Td grand), la réponse saccélère!. Compromis vitesse stabilité.

12 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 12 Résumé P I D Action PAction IAction 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

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

14 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

15 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 Gs = Um% / Ur%

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

17 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 17 Réglage dun 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.

18 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 18 Réglage industriel par la méthode de Broïda Rapport T/ Correcteur proposé <= 0,05T O R Entre 0,05 et 0,1P Entre 0,1 et 0,2PI Entre 0,2 et 0,5PID >= 0,5Limite des PID

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

20 Asservissements et régulation BTS Electrotechnique Lycée Lislet Geoffroy 20 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 C T 2A

21 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

22 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 jusquà linstabilité -KM: valeur limite dinstabilité -To: période des oscillations Type de régulateur KTiTd PI0,45 KM0,8 To PID0,6 KM0,5 To0,125 To

23 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

24 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

25 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

26 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

27 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


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