Quels sont respectivement les effets de la régulation proportionnelle, de la régulation intégrale et de la régulation différentielle ?

PID est l’abréviation des mots anglais Proportion, Integral et Differential coefficient. La régulation PID est en fait composée de trois méthodes de régulation : proportionnelle, intégrale et différentielle. Régulation proportionnelle : elle réagit en proportion de l’écart du système ; dès qu’un écart apparaît, la régulation proportionnelle agit immédiatement pour le réduire. Une grande action proportionnelle permet d’accélérer l’ajustement et de réduire les erreurs, mais une proportion trop élevée diminue la stabilité du système, voire en provoque l’instabilité. Régulation par intégration : c’est ce qui permet au système d’éliminer les erreurs en régime stationnaire et d’améliorer la précision. En raison des erreurs, la régulation par intégration s’effectue jusqu’à ce qu’il n’y ait plus d’erreur ; alors, la régulation par intégration s’arrête et produit une valeur constante. La force de l’action d’intégration dépend de la constante de temps d’intégration Ti ; plus Ti est petit, plus l’action d’intégration est forte. Inversement, une valeur élevée de Ti affaiblit l’effet d’intégration ; l’ajout d’une régulation par intégration peut réduire la stabilité du système et ralentir sa réponse dynamique. L’action d’intégration est souvent combinée avec deux autres mécanismes de régulation pour former un régulateur PI ou un régulateur PID. Régulation différentielle : L’effet différentiel reflète le taux de variation du signal d’écart du système ; il possède une capacité prédictive, permettant de deviner l’évolution de l’écart. Ainsi, il génère une action de contrôle anticipée, permettant d’éliminer l’écart avant même qu’il ne se forme, grâce à l’action de régulation différentielle. Ainsi, on peut améliorer les performances dynamiques du système. En choisissant opportunément le temps de différenciation, on peut réduire l’overshoot et abréger le temps de régulation. L’action différentielle amplifie les perturbations dues au bruit ; par conséquent, une régulation différentielle trop forte est préjudiciable à la capacité du système à résister aux interférences. De plus, la réaction différentielle est le taux de variation, et lorsque l’entrée ne change pas, la sortie de la réaction différentielle est nulle. L’action différentielle ne peut être utilisée seule ; elle doit être combinée avec deux autres règles de régulation pour former un contrôleur PD ou PID.

En termes simples, la régulation proportionnelle consiste à ajuster en fonction de l’ampleur de l’écart ; plus l’écart est grand, plus l’ajustement est important； La régulation par intégration s’effectue en fonction du temps de l’écart ; tant qu’il y a un écart, il y a une sortie, ce qui permet d’éliminer le reste ； La régulation différentielle s’effectue en fonction de la vitesse de variation de l’écart ; plus cette vitesse est élevée, plus la sortie est importante. Lorsque l’écart ne varie pas, il n’y a pas de sortie, ce qui permet une régulation avancée.