Commande ou régulation
Dans quels cas faut-il utiliser une commande ? Et quand une régulation ? Quelques critères permettent de trancher :
Disponibilité de la grandeur réglée : si la grandeur réglée peut être mesurée, on utilise en général une régulation.
Acceptation des écarts : dans les systèmes où l’on accepte que la grandeur réglée ne corresponde pas exactement à la consigne, on peut utiliser une commande. Il n’est alors pas grave qu’une perturbation provoque un écart. Si une montre avance ou retarde de 10 secondes, c’est socialement acceptable. Si l’écart devient trop grand, l’utilisateur tourne brièvement la couronne, et la montre est de nouveau juste pour longtemps. L’effort est minime.
Si vous réglez un régulateur de vitesse sur 80 km/h et que la voiture roule ensuite à 95 km/h, vous ne trouverez probablement pas cela très drôle.
Complexité : si le système est très complexe, on utilise souvent des régulateurs, en particulier quand le calcul de la commande de l’actionneur à partir des perturbations mesurées est complexe.
Intensité des perturbations : seuls les systèmes soumis à peu de perturbations faibles et peu variables peuvent être bien maîtrisés par une simple commande.
Exemple : commandé ou régulé
Je montre la différence entre régulation et commande d’un système sur l’exemple d’un archer. L’archer veut tirer une flèche au centre d’une cible. La grandeur réglée est ici le point d’impact de la flèche. La consigne est : toucher le centre. Les perturbations sont le vent et la distance. Le système est l’arc avec la personne qui tire la flèche ; l’actionneur est également l’arc. Actionneur et système sont difficiles à séparer, mais ce n’est pas un problème pour la description du système.
Dans un système commandé, l’archer calcule les deux angles de tir (gauche-droite et haut-bas) à partir de la distance et du vent. Il mesure les deux perturbations. Si le vent change, il doit sans cesse mettre à jour son calcul. Après le tir, il ne regarde pas le résultat : il ne mesure que les perturbations, pas la grandeur réglée. Il tire à l’aveugle. C’est typique d’une commande. Il ne tire qu’une fois et est sûr de toucher.
Dans un système régulé, l’archer tire d’abord vers la cible d’une manière ou d’une autre. Il mesure la grandeur réglée, c’est-à-dire qu’il regarde le point d’impact. Il détermine l’écart entre « centre » et point d’impact et corrige les angles de tir en conséquence. Il tire jusqu’à toucher le centre après quelques essais. Peu importe que le vent ou la distance aient influencé la trajectoire. Si le vent change, l’archer ne s’en aperçoit pas directement, car il ne mesure aucune perturbation. Il constate seulement que, pour une raison quelconque, il a tiré trop à gauche, et vise un peu plus à droite avec la flèche suivante.
L’expérience montre qu’avec la commande, l’archer ne touche pas. Si l’on change d’arc ou d’archer, tout doit être recalculé. Avec la régulation, il est certain que l’archer touchera après quelques flèches, quoi qu’il arrive. La régulation est une fois de plus supérieure à la commande. C’est le cas très souvent en pratique.