Conseils pratiques : Comment comprendre le réglage des paramètres PID ?

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Le PID est l’une des trois lois de régulation de base des régulateurs, à savoir le contrôle proportionnel (P), le contrôle intégral (I) et le contrôle différentiel (D). Les paramètres PID désignent le degré de proportionnalité (δ), le temps d’intégration (Ti) et le temps de dérivation (Td), qui représentent respectivement l’intensité du contrôle proportionnel, intégral et différentiel. L’ajustement des paramètres PID consiste à modifier ces trois valeurs, δ, Ti et Td, afin que le circuit de contrôle atteigne les meilleurs résultats possibles (par exemple, un processus de transition avec un facteur d’amortissement de 4:1). Cet article a été publié pour la première fois sur le compte WeChat « École du Contrôle Automatique ». L’ajustement des paramètres PID peut être résumé simplement ainsi : la régulation proportionnelle fonctionne comme un amplificateur, qui amplifie l’écart entre la valeur mesurée et la valeur cible pour en générer une sortie. Le facteur d’amplification dépend de la valeur de la sensibilité ; plus cette dernière est élevée, plus le facteur d’amplification est faible. La régulation intégrale, également appelée régulateur de rééquilibrage, continue d’agir tant qu’il y a un écart, jusqu’à ce que cet écart soit éliminé. La vitesse à laquelle l’écart est éliminé dépend de la durée du temps d’intégration : plus ce dernier est long, plus la vitesse d’élimination de l’écart est lente. La variation de sortie de la régulation différentielle est proportionnelle à la vitesse de variation de l’écart d’entrée ; plus la vitesse de variation de l’écart entre la valeur mesurée et la valeur cible est élevée, plus l’effet différentiel est fort. De même, un temps de différentiel plus long entraîne également un effet différentiel plus fort. Dans le contrôle du processus de production, l’action intégrale ou différentielle n’est généralement pas utilisée seule, mais en même temps que l’action proportionnelle. L’avantage du contrôle proportionnel est une réaction rapide et un contrôle immédiat, mais il y a un écart résiduel ; pour l’éliminer, il faut ajouter l’effet du contrôle intégral. La caractéristique de la loi de contrôle différentiel est qu’elle possède un effet de contrôle avancé qui permet d’atténuer les oscillations du système et d’améliorer sa stabilité. Elle est généralement utilisée dans des situations où la réaction du processus est lente et prend beaucoup de temps, comme dans les circuits de contrôle de température ou le contrôle du niveau de liquide dans de grands réservoirs. Lorsque l’effet différentiel est ajouté, cela crée trois effets de contrôle superposés : proportionnel, intégral et différentiel, c’est-à-dire le contrôle PID. Résumé : Sensibilité (δ) : plus la sensibilité est élevée, plus l’action proportionnelle est faible ; plus elle est basse, plus l’action proportionnelle est forte. Temps d’intégration (Ti) : plus le temps d’intégration est long, plus l’effet d’intégration est faible ; plus il est court, plus l’effet d’intégration est fort. Temps de dérivation (Td) : plus le temps de dérivation est long, plus l’effet de dérivation est fort ; plus il est court, plus cet effet est faible.