VIDÉO : Comment fonctionne le contrôle PID dans un ATC2000 ?
Le ATC2000 est un système de chauffage à faible bruit destiné à maintenir la température corporelle des animaux lors de procédures expérimentales. L’ATC2000 utilise un contrôleur PID numérique pour réguler l’application de la puissance à la plaque chauffante afin d’atteindre la température souhaitée au niveau du capteur surveillé. PID signifie Proportionnel, Intégral et Dérivé. Voici comment fonctionne le contrôle PID :
Le point de consigne par défaut est de 37°C, mais vous pouvez le configurer. Le contrôleur calcule l’erreur, qui est la différence entre la température actuelle et la température désirée.
Erreur = Température surveillée – Point de consigne
Trois composantes individuelles sont dérivées en appliquant différentes fonctions à l’erreur :
- L’erreur est multipliée par le facteur de gain proportionnel (P) que vous pouvez ajuster
- L’erreur est accumulée pour constituer l’intégrale, qui est multipliée par le facteur de gain intégral (I) que vous pouvez ajuster.
- L’erreur est soustraite de la valeur précédente de l’erreur pour déterminer la différence. Elle est ensuite multipliée par le terme dérivé (D) que vous pouvez également ajuster.
Ces trois composantes sont additionnées pour former l’entrée de stimulation appliquée au système. Le système produit une valeur de température qui est renvoyée pour être comparée une nouvelle fois au point de consigne. Ensuite, le cycle se répète jusqu’à ce que l’erreur soit nulle, ce qui signifie que la sortie est au point de consigne désiré.
Effet du gain proportionnel
Le gain proportionnel agit rapidement et ne change pas avec le temps lorsque l’erreur est constante. Le gain proportionnel seul rapproche le système de la valeur désirée, car le contrôle proportionnel limite l’amplitude des fluctuations de la température autour de la valeur du point de consigne à mesure que le contrôleur se stabilise. Cependant, si le contrôle proportionnel est utilisé seul après que la température s’est stabilisée, la température réelle s’approche du point de consigne, mais ne l’atteint jamais complètement. Un gain proportionnel trop élevé fait osciller le système, dépassant et passant en dessous du point de consigne.
Effet du gain intégral
Le gain intégral change avec le temps à mesure que l’erreur s’accumule. Ce facteur de gain évolue jusqu’à ce que le système atteigne le point de consigne. À ce stade, il reste stable jusqu’à ce que l’erreur augmente ou diminue. Le facteur de gain intégral est responsable de la stabilité à long terme. Un gain intégral trop élevé provoque également des oscillations.
Effet du gain dérivé
Le facteur de gain dérivé est rarement utilisé. Ce terme est principalement utilisé pour réduire le dépassement initial dans un système à évolution rapide. Les réglages d’usine par défaut pour le gain dérivé sont à zéro. La fonctionnalité est toujours implémentée et disponible. Pour les systèmes avec un délai considérable dans la réaction au stimulus, il peut être difficile à utiliser efficacement.
Pour récapituler le processus, la température surveillée est comparée au point de consigne pour déterminer l’erreur, puis les algorithmes P, I et D sont appliqués à la valeur de l’erreur. Les valeurs PID sont additionnées pour déterminer la commande envoyée au chauffage. La sortie modifie la température surveillée, et le cycle se répète.
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