Commande et régulation

On distingue deux méthodes pour atteindre l’objectif grandeur réglée = grandeur de référence : la commande (boucle ouverte) et la régulation (boucle fermée). La différence entre les deux démarches réside dans la grandeur mesurée. Dans la commande, on mesure toutes les grandeurs perturbatrices et l’on modifie la grandeur d’entrée en fonction de ces mesures. Dans la régulation, on mesure la grandeur réglée (valeur réelle).

Quand un animal se fait un pelage d’hiver ou qu’un hérisson s’enfouit dans les feuilles, il ne réagit pas directement à la température extérieure. Le hérisson ne s’enfouit pas plus profondément quand il fait encore plus froid, et le pelage ne s’allonge pas à mesure que le froid augmente. L’intensité du froid y est pour moins que la saison. Les animaux ne réagissent donc pas parce que leur température centrale s’écarte brièvement de la consigne, mais parce qu’il fait plus froid et que l’hiver approche.

Ce comportement est « commandé ». L’animal « mesure » une perturbation : la température extérieure ou la saison. La réaction ne se fait pas en fonction de l’écart entre valeur réelle et consigne. Avec une commande, on ne peut en général qu’amener la valeur réelle à proximité de la consigne.

Pour être plus précis, il faut une intervention qui agisse en fonction de l’écart entre la température centrale (valeur réelle) et la consigne. Si votre corps est un peu trop chaud, vous transpirez légèrement ; dans un sauna à 85 °C, vous transpirez davantage. Cette intervention dépend directement de l’importance de l’écart entre la valeur réelle (température centrale) et la consigne (37 °C). Pour cela, le corps mesure sa température centrale et « régule » finement la production de sueur de sorte que l’on ait toujours valeur réelle = consigne.

Un système régulé mesure la valeur réelle (grandeur réglée) et commande l’actionneur en fonction de l’écart entre consigne et valeur réelle. Un système commandé mesure la perturbation et, à partir de cette information, oriente l’actionneur grossièrement dans la bonne direction.

Dans les deux cas, nous avons un système dont la valeur réelle doit correspondre à une consigne, et il nous faut un actionneur pour intervenir. Nous cherchons toujours à réguler tous les systèmes : on se rapproche ainsi toujours davantage de l’objectif valeur réelle = consigne qu’avec une commande. Nous ajoutons parfois une commande (pelage d’hiver) pour que le système régulé se rapproche de la consigne.

Dans les deux méthodes, un bloc central commande le système à partir des résultats de mesure. Dans le système commandé, on l’appelle « commande » (Steuerung) ; dans le système régulé, « régulateur » (Regler). Pourquoi ne régule-t-on pas tout, pourquoi existe-t-il aussi des systèmes commandés ? Parce que la valeur réelle ne peut pas toujours être mesurée.