Projet d'un Système de régulation Industrielles


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Notion de régulation avancée

Lorsque la régulation classique PID est incapable de stabiliser ou de réguler le processus, on doit ou bien changer la structure du système de commande ou proposer d’autres algorithmes de commande plus sophistiqués. Ces méthodes sont communément appelées méthodes avancées de régulation. La liste des méthodes modernes de réglage (commande floue, par réseaux de neurones, horizon infini etc...) est exhaustive mais ces méthodes restent pourtant encore du domaine de la recherche. Il est important de souligner que pratiquement toutes ces méthodes nécessitent un modèle ce qui évidemment limite leur utilisation à des systèmes simples ou de structure rigide tels que les systèmes mécaniques (robotique et aviation). En génie des procédés, on utilise surtout les méthodes classiques que nous venons de voir. Le présent cours est limité uniquement à la régulation monovariable , nous citerons toutefois pour information le principe des quelques méthodes les plus simples : cascade, prédictive et auto adaptative.

balle Régulation cascade Ce type de régulation très utilisé dans l’industrie car simple à réaliser et ne nécessitant pas un modèle, permet de régler une variable intermédiaire (ici le débit du gaz combustible) par un régulateur FRC dit «esclave» dont la consigne est la sortie du régulateur principal dit «maître» (ici de température TRC). La régulation en cascade permet d’une part, de diminuer le temps de réponse et de stabiliser le système puisque le système à commander est divisée en deux sous systèmes et d’autre part le régulateur esclave permet d’éliminer la perturbation principale (débit de gaz combustible) avant qu’elle ne se répercute sur la grandeur à régler.

 balleRégulation prédictive (feedforward control): Ce mode de réglage dit aussi de compensation de perturbation ou à boucle combinée permet , d’éliminer l'effet de la perturbation principale (débit du produit à chauffer) avant qu’elle ne se répercute sur la variable à régler (la température) d’où un effet de prédiction. Cette régulation ne prend en compte qu’une seule perturbation, c’est pourquoi une telle commande est justifiée si la perturbation est bien localisée et qu’en plus elle subit des variations brutales et importantes. Le principe simple, consiste à déterminer et à réaliser la transmittance du compensateur Wc(p) de façon que l’effet de Qc(p) sur Ts(t) soit nulle.

balle Régulation autoadaptative : Nous avons vu que la régulation PID a ses limites lorsque les temps de retard sont importants ou lorsque les perturbations sont trop grandes. Les paramètres optimaux à afficher du régulateur dépendent évidemment du modèle or, dans les processus réels (surtout en génie des procédés), les caractéristiques physiques changent en permanence. A titre d’exemple, une vitesse de réaction chimique dépend d’abord de l’état du catalyseur, les constantes de temps dans les fours dépendent du dépôt de coke dans les tubes etc... L’idée de la régulation auto adaptative est alors de calculer en temps réel le modèle du processus à commander (par des algorithmes appropriés) et de déterminer les paramètres ou la structure du régulateur numérique en fonction du critère d'optimalité imposée. Il est clair que dans ce cas les régulateurs sont numériques. A cet effet on excite le processus par un ensemble d’impulsions (qu’on appelle Séquences Binaires Pseudo Aléatoire SBPA) et on traite les sorties correspondantes pour déterminer le modèle par des algorithmes de type moindres carrées de récursifs.

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serveur eudil Dernière mise à jour : le 12 mai 1998 Auteur : Belkacem Ould-Bouamama réalisation des pages  Olivier  Scrive