Qu'est-ce qu'un contrôleur adaptatif?
Un contrôleur adaptatif est un contrôleur qui évalue en permanence ses propres performances en matière de régulation des processus industriels pour atteindre des objectifs spécifiques, et s’adapte pour mieux atteindre ces objectifs. Un exemple serait un procédé commercial de cuisson d'aliments où le maintien d'une température de cuisson précise est essentiel pour la production constante d'un produit de haute qualité. La variabilité dans le produit en cours de traitement, ou dans l'usine de traitement elle-même, contrecarre cette cohérence. Cette variabilité peut être prédite ou imprévisible. Des systèmes de contrôle adaptatifs ont été développés pour traiter l'un ou l'autre type ou les deux.
Il existe deux groupes de contrôle de point de consigne, où le point de consigne, ou la valeur de fonctionnement souhaitée, et la variable de processus, la valeur réelle, sont comparés, produisant une décision de sortie. Le premier est le contrôle on-off traditionnel tel que celui utilisé dans les thermostats domestiques, où la chaleur est allumée ou éteinte. Le deuxième type est celui de la commande d’étranglement, du même type que celui utilisé pour contrôler la vitesse d’une automobile en appliquant proportionnellement plus ou moins de puissance à travers l’accélérateur. Le contrôle PID (Proportional-Integral-Derivative) ou à trois modes est l'algorithme le plus couramment utilisé par les contrôleurs de processus pour exécuter une action de contrôle de limitation. En bref, un contrôleur PID fournit une intervention immédiate, à long terme et anticipative pour manipuler un actionneur de contrôle, tel qu'un papillon du moteur, afin de rendre la variable de processus égale au point de consigne souhaité et de la conserver.
Alors que les premières stratégies de contrôleurs adaptatifs ont été développées pour les systèmes de pilote automatique et les premiers véhicules spatiaux, les utilisations les plus prolifiques du contrôle adaptatif concernent le contrôle des processus industriels et les transports. Avec l'utilisation généralisée des micro-ordinateurs, le contrôle adaptatif a également trouvé sa place dans les systèmes quotidiens orientés vers le consommateur. Le régulateur de vitesse automobile en est un exemple.
Les commandes de vitesse de croisière augmentent la limitation des PID avec des ajustements de réglage adaptatifs des commandes. Si un conducteur règle le régulateur de vitesse à 96,5 km / h, le système détecte en permanence la vitesse réelle, le compare au point de consigne de 96 km / h (60 mph) et module l'accélérateur afin de maintenir la vitesse. Ce système est conçu pour fonctionner de manière cohérente sur un sol plat.
Si la même voiture remorquait une remorque, montait une pente raide ou soufflait de face, le modèle PID aurait besoin d'un réglage plus agressif pour lui permettre de conserver la même réactivité relative aux conditions changeantes tout en maintenant la vitesse de croisière réelle constante. La section adaptative du contrôleur détecte le changement de réactivité et ajuste le réglage PID de manière agressive pour maintenir la vitesse constante. Ceci est imprévisible, car l'ajustement est purement basé sur la réactivité du système.
Un contrôleur adaptatif de variabilité prédite est préprogrammé pour modifier son réglage PID avec une variable connue. Par exemple, ce type de contrôleur adaptatif pourrait être utilisé dans une commande de chauffage sur un processus industriel qui, normalement et de manière prévisible, devient exothermique à un moment donné de son fonctionnement. Les contrôleurs adaptatifs aident les systèmes industriels, de transport et grand public à faire face à la variabilité sous toutes ses formes.