Que sont les contrôleurs PID numériques?
Un contrôleur proportionnel à intégrale dérivée (PID) est un dispositif souvent utilisé pour contrôler des dispositifs et des systèmes électroniques. Les principes mathématiques sont généralement appliqués par le dispositif pour traiter un signal et déclencher une réponse dans les composants électroniques auxquels il est connecté. Les contrôleurs numériques PID fonctionnent souvent de la même manière que les analogiques, mais peuvent inclure des microprocesseurs, des contrôles logiques programmables ainsi que des logiciels spécialisés. L'appareil commandé est parfois appelé une installation, qui peut être un moteur industriel, un actionneur et d'autres machines, ainsi qu'un thermostat domestique.
Les contrôleurs PID numériques sont parfois utilisés pour gérer des appareils individuels, mais peuvent également être inclus dans un système complet. Ils sont généralement utilisés pour ajuster avec précision les signaux de sortie dans des systèmes tels que les régulateurs de température, en fonction d'un certain niveau de retour. Les appareils utilisent généralement des calculs mathématiques appelés algorithmes, qui peuvent leur permettre de s’activer lorsque les seuils programmés sont atteints. Les conditions peuvent également être surveillées de manière cohérente à des moments spécifiques; cette fonction est souvent appelée taux d'échantillonnage.
Les signaux d'erreur aident généralement à contrôler les fonctions des contrôleurs PID numériques. Le terme proportionnel fait généralement référence à la réduction mathématique de l'erreur, tandis que la fonction intégrale vise généralement à rendre l'erreur aussi petite que possible. Lorsque le signal de sortie change trop rapidement, la fonction dérivée limite parfois les actions des deux autres afin que la correction ne soit pas exagérée. Les trois éléments des contrôleurs dérivés proportionnels-intégraux sont souvent conçus par des experts en théorie mathématique ainsi que par des programmeurs de logiciels. Une interface de contrôle, généralement un programme informatique, peut aider les utilisateurs à gérer les contrôleurs PID numériques sans expertise avancée.
Parfois, un code logiciel est nécessaire pour régler un contrôleur PID numérique, tandis qu'un débogage peut être nécessaire pour ajuster les variables gérées par le périphérique. Dans le cas du contrôle de la température domestique, l'appareil est souvent conçu pour répondre aux températures de consigne et aux écarts par rapport à celles-ci. Les contrôleurs PID numériques peuvent également connaître le temps nécessaire pour chauffer ou refroidir une pièce. Ils sont généralement capables de maintenir les températures stables dans une pièce.
La plupart des contrôleurs PID numériques fonctionnent en utilisant des valeurs fixes. Le processus est généralement ignoré par les contrôleurs. seuls les paramètres de fonctionnement sont généralement suivis. Cependant, différents contrôleurs PID peuvent être connectés pour gérer les performances d'un système de grande taille ou même pour les adapter à diverses utilisations dans une application globale. Un autre avantage des contrôleurs PID numériques est que la durée d'échantillonnage peut représenter une petite fraction du temps nécessaire au réglage d'un paramètre, ce qui permet généralement d'optimiser la précision et l'efficacité.