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Concept
Régulateur PID
Résumé
Le régulateur PID, appelé aussi correcteur PID (proportionnel, intégral, dérivé) est un système de contrôle permettant d’améliorer les performances d'un asservissement, c'est-à-dire un système ou procédé en boucle fermée. C’est le régulateur le plus utilisé dans l’industrie où ses qualités de correction s'appliquent à de multiples grandeurs physiques.
Le premier régulateur proportionnel à avoir été utilisé est probablement le régulateur à boules qui utilise des masses tournantes pour réguler une vitesse de rotation. Ce procédé a été inventé par Christian Huygens et a été utilisé durant le 17ème siècle pour réguler l'écart entre les meules, en fonction de la vitesse de rotation du moulin, de façon à réguler le débit d'arrivée de grain à moudre. Ce procédé a ensuite été repris et adapté par James Watt pour son système permettant de réguler la vitesse de rotation d'une machine à vapeur .
En 1866, Robert Whitehead expérimente un type de régulateur de trajectoire pour la première torpille autopropulsée. L'utilisation d'un simple capteur de pression (valve hydrostatique) fournit un moyen d'avoir une correction de trajectoire proportionnelle à l'erreur de profondeur souhaitée mais l'augmentation du gain proportionnel aboutit à une oscillation (dépassements) de la trajectoire, la torpille monte et descend sans cesse. C'est en ajoutant un pendule, permettant une correction relative à la dérivée de l'erreur, amortissant ainsi les dépassements et stabilisant la profondeur, que la torpille put parcourir 200 yards à 6,5 nœuds. Le gain proportionnel se règle à l'aide d'un ressort couplé à la valve hydrostatique, le gain dérivé à l'aide de la masse du pendule.
En 1868, James Clerk Maxwell étudie dans son article On Governors , les régulateurs de vitesse de rotation de type régulateur à boules et leur problème évident de dérive de la vitesse de rotation en fonction de la charge, éventuellement variable, soumise au moteur. Il fait des progrès considérables, notamment en pressentant le fait qu'il faille ajouter une correction relative à la dérivée de l'erreur pour augmenter la stabilité.
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