Un régulateur PID est la boucle de régulation la plus courante en ingénierie. Il combine trois composantes : proportionnelle, intégrale et dérivée. Chaque composante corrige l’écart entre la consigne et la valeur mesurée. La somme des trois composantes pilote l’actionneur.

L'action proportionnelle corrige l'erreur actuelle. L'action intégrale corrige l'erreur passée cumulée. L'action dérivée corrige l'erreur future prévue. Ensemble, elles assurent une réponse rapide, une erreur nulle en régime permanent et un amortissement efficace. Ce contrôleur est simple à mettre en œuvre et performant pour une large gamme de systèmes. C'est pourquoi on le retrouve dans les thermostats, les drones, les régulateurs de vitesse et les procédés industriels.

paramètres de réglage PID

• Kp : gain proportionnel, réagit à l’erreur de courant.
• Ki : gain intégral, élimine l’erreur en régime permanent.
• Kd : gain dérivé, réduit le dépassement.
• Fréquence d'échantillonnage : nombre de fois où la boucle s'exécute.
• Dispositif anti-expansion : empêche le terme intégral de devenir trop important.

Le réglage est la partie la plus délicate. Les règles de Ziegler-Nichols constituent un point de départ. Un réglage manuel permet de l'affiner. Un Kp trop élevé provoque des oscillations du système. Un Ki trop élevé entraîne un dépassement. Un Kd trop élevé amplifie le bruit. L'objectif est d'obtenir une réponse qui atteint rapidement la consigne, avec un dépassement minimal, et qui s'y maintient. Certains systèmes s'auto-réglent en injectant une entrée échelon et en mesurant la réponse. D'autres utilisent un réglage basé sur un modèle. Un régulateur PID bien réglé est transparent : le système fonctionne tout simplement. Un régulateur mal réglé oscille, présente un dépassement ou une réponse lente. Le PID n'est pas toujours le meilleur régulateur, mais c'est presque toujours le premier que l'on essaie.