Résumé
Dans le premier chapitre,
nous présenterons les principes de la commande automatique avec des
exemples de systèmes asservis et de régulation divers (de la
poursuite d’une cible, régulation d’un four à l a
commande optimale d’une unité de traitement de gaz en vue de
minimiser le taux de pollution).
La symbolisation normalisée des boucles de régulation dans l’industrie sera aussi présentée afin de permettre à l’étudiant de lire les schémas de régulation utilisés dans l’industrie comme on lit un dessin de mécanique.
Avant de commander nous devons
bien connaître le système, c’est pourquoi, dans le
deuxième chapitre, nous développerons une tâche importante
de l’ingénieur qui est la modélisation et exposerons
l’approche analogie des systèmes physiques de type bond-graphe
« effort-flux».
La méthodologie de la modélisation dynamique comportementale , par la mise en équation des systèmes physiques de nature différente sera appliquée sur des systèmes divers mécanique, électrique, chimique. L’outil classique, mais inévitable en régulation - la transformée de Laplace - avec surtout ses applications pour la résolution des équations différentielles par la méthode des résidus, sera traité.
On introduira enfin les notions et le sens physique de la fonction de transfert.
L’outil mathématique
de l’analyse des systèmes traité dans le chapitre
précédent servira dans le troisième chapitre à
l’analyse des systèmes linéaires types.
On insistera surtout sur l’analyse temporelle des systèmes (analyse indicielle et impulsionnelle).
Les systèmes linéaires types les plus importants (premier et deuxième ordre, avec retard pur seront traitées par des exemples physiques variés (thermique, chimique, mécanique et électrique), des analogies seront à chaque fois soulignées.
Le dilemme stabilité- précision sera traité sur la base d’un exemple concret de la régulation de la pression dans un réacteur.
L’approche perturbation (qui est souvent omise par les étudiants) sera privilégiée car, en régulation, la consigne reste en général constante.
Le calcul des erreurs en poursuite et en régulation sera exposé.
Concernant la stabilité, une approche académique sera abordée avec une plus grande insistance sur le critère du revers et le sens pratique des marges de stabilité.
Le quatrième chapitre
sera consacré à la technologie et au réglage des
régulateurs industriels.
La constitution des régulateurs, la vérification, le rôle et le domaine d’utilisation des différentes actions (P I et D) ainsi que «tout ou rien» seront discutés pratiquement.
Un projet d’analyse et
de synthèse de la régulation d’un four tubulaire sera
traité au cinquième chapitre.
Une identification des réponses du système par rapport à la perturbation et à la commande par les méthodes du premier ordre et de Broîda sera appliquée.
Les méthodes de Csypkin et de Stréjc seront données en annexe.
Pour la synthèse, on mettra en évidence l’influence des actions P, I et D et de «tout ou rien» sur les performances du système, ainsi que celle du retard sur la stabilité. les limites de la régulation PID seront aussi mises en évidence, ce qui nous amènera à discuter sur les notions de la régulation avancée
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Dernière
mise à jour : le 15 juin 1998 Auteur avant propos :
Belkacem
Ould-BOUAMAMA