Caractéristiques d'un système automatique
Le fonctionnement continu d'un système automatique nécessite d'obtenir des informations en temps réel sur l'état de ses différents constituants et sur les fonctions réalisées.
Cette analyse repose sur la connaissance de l'état du système à chaque instant, ce qui en fait une étude temporelle.
On distingue deux types de configurations pour ces processus :
| Type de boucle | Principe de fonctionnement | Caractéristique clé |
|---|---|---|
| Boucle ouverte (chaîne directe) | La commande d'entrée n'est pas influencée par l'état de la sortie. | Système commandé (sans retour d'information). |
| Boucle fermée (chaîne directe + retour) | La commande de fonctionnement dépend directement de l'état de la sortie. | Système régulé ou asservi. |
Note mathématique Les systèmes asservis linéaires sont modélisés et résolus à l'aide d'équations différentielles linéaires à coefficients constants.
Types de régulation
Il existe deux grandes catégories de régulation dans les systèmes automatisés :
- Régulation Tout ou Rien (ToR) : l'actionneur fonctionne de manière binaire. Soit il est actif à 100 %, soit il est totalement inactif (0 %).
- Régulation industrielle : elle utilise un correcteur électronique (analogique ou numérique). Le comportement de l'actionneur est directement proportionnel à l'écart statique mesuré entre la consigne et la sortie réelle.
Éléments de la boucle de régulation
Un processus de régulation classique est constitué des composants fondamentaux suivants :
- Consigne d'entrée (ou entrée de référence) : La valeur théorique que le système doit atteindre.
- Comparateur : Organe qui calcule la différence entre la consigne d'entrée et la mesure de la sortie.
- Fonction (ou opérateur) : L'élément physique ou l'actionneur qui génère la grandeur finale demandée.
- Sortie : La grandeur physique réelle obtenue, constituant la finalité du processus.
- Image de la sortie : L'information mesurée de la sortie (souvent via un capteur) renvoyée vers le comparateur.
Représentation graphique
La modélisation d'un système asservi est réalisée sous forme de schéma-bloc (ou schéma fonctionnel) où les grandeurs physiques circulent entre différents blocs.
La transmission des grandeurs
La circulation d'un flux ou d'une grandeur physique est représentée par une ligne fléchée :
Le comparateur
Il est représenté graphiquement par un cercle contenant une croix, permettant de réaliser la somme ou la différence entre la consigne et le retour :
Le bloc fonctionnel
Chaque constituant physique ou fonction mathématique est modélisé par un rectangle :
