Comment choisir le meilleur contrôleur PID?

Le choix du meilleur contrôleur PID (proportionnel-intégral-dérivé) dépendra de vos besoins spécifiques. Un contrôleur PID peut être sous la forme d'un contrôleur PI ou PD, ou seulement I ou P. Toutes les applications ne nécessitent pas l'utilisation des trois paramètres. Le contrôle dérivé est celui qui est le plus susceptible d'être éliminé car il effectue des mesures en fonction du bruit du système. L'élimination peut être effectuée en réglant à zéro les paramètres indésirables.

Largement utilisé comme contrôle industriel, un contrôleur PID calcule trois paramètres, caractéristiques ou facteurs mesurables distincts. Les calculs des valeurs d'erreur sont effectués en prenant la différence entre une quantité mesurée et la quantité souhaitée. Les erreurs sont minimisées en ajustant les entrées dans le système de contrôle.

Dans un contrôleur PID, toute modification proportionnelle trop importante peut entraîner une instabilité du système. Si les mêmes modifications sont trop petites, le système ne sera pas réactif. Le contrôle intégral mesure la quantité d'erreur et tente de la minimiser. Les commandes dérivées réduisent le taux de changement, mais peuvent ralentir le temps de réponse et introduire plus de bruit dans le système.

Pour comprendre le processus de contrôle, un bon exemple consiste à ajuster manuellement la température de l'eau sur un robinet à deux robinets. Les robinets d'eau chaude et d'eau froide sont activés puis ajustés par l'utilisateur à la température combinée souhaitée. Les ajustements doivent être effectués avec précision, sans quoi l'utilisateur optera pour une eau trop chaude ou trop froide. Les commandes proportionnelles complètes éliminent les cycles de fonctionnement et d'arrêt du système. Un contrôleur PID compense automatiquement lorsque des modifications du système sont détectées.

Les systèmes de contrôle les plus simples peuvent être utilisés pour les systèmes de thermostat de base. Un contrôleur PID dans un four peut fonctionner de manière optimale avec uniquement des commandes proportionnelles et intégrales. La fonction dérivée peut entraîner des modifications erratiques du bruit ou des interférences électriques. Si elle fonctionne correctement, la commande permet au four de chauffer à la température désirée puis s’allume et s’éteint pour la maintenir. Le chauffage est ralenti lorsque le four atteint la température souhaitée pour éviter de dépasser le point de consigne.

Les commandes de base activées et désactivées conviennent parfaitement aux systèmes ne nécessitant pas de températures exactes constantes. Les unités de chauffage et de climatisation domestiques peuvent l'utiliser, mais un contrôleur proportionnel ou PID permettra d'atteindre une meilleure efficacité. Les utilisations industrielles exigent normalement un contrôle constant pour les utilisations de type laboratoire. Les fonctions PID permettent de répondre aux exigences en matière de mouvement, de température et de contrôle du débit. Lorsqu'une erreur d'état stable (SSE) est critique, les trois contrôles - travaillant ensemble - fourniront le résultat souhaité.

Les facteurs à prendre en compte sont le type de capteur d'entrée du système et la plage de résultats autorisée. Ensuite, les besoins en sortie doivent être satisfaits. Les sorties peuvent être reliées à un relais électromécanique, à un récepteur analogique ou à un relais à semi-conducteurs (SSR). Enfin, prenez en compte le nombre de sorties requises. Les contrôleurs PID sont généralement accompagnés d'une liste de tous les types d'entrée et de sortie avec lesquels ils fonctionnent le mieux.

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