Re: Machine haut de gamme avec PID

par Lucio Lun 11 Nov 2013, 14:20

Ce n'est pas moi que ça va gêner, mais le néophyte qui tombe sur ce graph, qu'il peut mal interpréter Smile

Parce qu'en fait si la consigne indiquée est bien la consigne réelle du pressostat, alors ce pressostat n'a pas d'hystérésis !

par H@R Lun 11 Nov 2013, 14:24

J'en profite pour partager une explication de "la régulation PID pour les nul" avec un concept simple.

Mon grand-père, homme pragmatique et plein de bon sens, doit remplir un contenant à l'aide d'un tuyau apportant de l'eau. Comment va t'il tourner le robinet (la commande) en fonction du contenant à remplir (la consigne) ?

Suivant s'il doit remplir une cuillère, un bol, un seau, une piscine, ... avec le tuyau, il va plus ou moins ouvrir le robinet. Un tout petit peu pour la cuillère, à fond pour la piscine.

C'est la régulation "proportionnelle" : la commande croit en fonction du volume (consigne) à remplir.

Ensuite, en fonction du débit qui sort du tuyau, il va peut être ajuster la consigne.S'il n'y a qu'un filet d'eau en ouvrant en grand le robinet, il va ouvrir encore un peu plus pour ne pas être trop lent (courbe inférieure de type log). Si c'est, au contraire, un torrent, il va réduire pour éviter de dépasser la consigne (overstrike).

C'est la régulation "dérivée" : la commande est ici ajustée en fonction du débit qui la dérivée du volume (variation de volume pendant un temps donné).

Enfin, pour éviter d'en foutre de partout et de s'arroser (et/ou de gaspiller), il va progressivement fermer le robinet à l'approche du niveau maxi et ainsi terminer avec un mince filet d'eau pour obtenir le volume exact sans dépasser.

C'est la régulation "intégrale" : la commande est ajustée à l'approche du niveau maxi (intégration - sommation - du débit pendant un temps donné).

C'est simple non ? C'est ce qu'on pratique (presque) tous intuitivement pour remplir un contenant d'eau.

Ce qui change un peu c'est que dans le cas de notre machine à café, notre contenant est percé et qu'il faut en permanence compléter le niveau. C'est l'arrivée d'eau froide, la déperdition naturelle.

par Flynn Lun 11 Nov 2013, 14:40

Lucio a écrit:Ce n'est pas moi que ça va gêner, mais le néophyte qui tombe sur ce graph, qu'il peut mal interpréter

Parce qu'en fait si la consigne indiquée est bien la consigne réelle du pressostat, alors ce pressostat n'a pas d'hystérésis !

Bin l'hystérésis d'un capteur, c'est la valeur de détection haute moins la valeur de détection basse. La "consigne" n'existe pas en dehors de ces deux valeurs. Par contre c'est vrai qu'on place souvent la "consigne" juste au milieu de ces deux valeurs, mais c'est juste une façon de minimiser les erreurs de calculs, cette consigne ne correspond à rien de physique dans le capteur.

Et mon schéma, c'était pour monter les formes des courbes, je n'ai pas prétendu que les consignes du pressostat et du PID étaient réglées exactement sure la même valeur, les courbes peuvent bouger les une par rapport aux autres, ce n'est pas mon propos. Je suis désolé que ça gêne Smile

par David75 Lun 11 Nov 2013, 15:27

Flynn a écrit:
Cette partie est fausse. On ne peut pas de toutes façons aller plus vite que la résistance branchée à fond, ce que fait très bien le pressostat (ou un autre système tout ou rien). J'irais même jusqu'à dire qu'avec un PID on va ralentir la chauffe avant la consigne selon le modèle prédictif, et que donc dans un cas normal on ira plus lentement pour atteindre la température.

C'est difficile de faire une phrase courte, concise, juste et facile à lire Wink

Je reformule donc pour ne pas râter cet élément important.

On atteint plus vite la température -sans la dépasser où très peu-, elle est plus stable et plus proche quelques soient les perturbations liées au fonctionnement.

par Invité Lun 11 Nov 2013, 15:52

Zut

J'avais tout compris jusqu'à ce que H@R vienne avec son grand père What a Face

Le graphique est très bon mon Flynn cheers

Guy

par H@R Lun 11 Nov 2013, 15:59

Freewillow a écrit:Zut J'avais tout compris jusqu'à ce que H@R vienne avec son grand père

Nos propos sont complémentaires !

par Lucio Lun 11 Nov 2013, 16:00

Continuons le HS Smile

Alors je ne suis pas spécialiste des pressostats, mais je ne suis pas d'accord avec ta définition. Dire que l'hystérésis d'un capteur est la "valeur de détection haute moins la valeur de détection basse" est un abus de langage !

Je reprends la définition de wikipedia : "L'hystérésis (ou hystérèse) est la propriété d'un système qui tend à demeurer dans un certain état quand la cause extérieure qui a produit le changement d'état a cessé." Dans le cas qui nous intéresse, l'hystérésis est le "terme" qui définit la différence entre les points de changement d'état lorsque la pression est montante puis descendante.

Le phénomène d'hystérèse est utilisé de manière "astucieuse". Le capteur de pression reste dans le même état alors que la pression est "trop basse" ou "trop haute". Sans le phénomène d'hystérèse la chauffe devrait être stoppée ou relancée. L' "hystérésis" est réglée de manière assez large pour ne pas relancer la chauffe trop souvent (usure mécanique du pressostat).

Il existe donc bien une "consigne" (tarage du pressotat) et un "delta" (dû au phénomène d'hystérèse).

Ou alors corrige moi Smile

par Shaïtan Lun 11 Nov 2013, 16:05

Je vais devoir occulter ce sujet, je commence à avoir mal au crâne! silent

par zeb Lun 11 Nov 2013, 16:19

zeb la page d'avant a écrit:Je vous lis depuis ma candide question et ce que je vois c'est tout plein d’explications sur le PID le SSR etc... dont certaines confirment, et d'autres quasi infirment les premières, m'enfin tout un tas de belles démonstrations, on peut tous vous en remercier.

Mais... maintenant que j'ai la confirmation que je savais déjà ce qu'est un thermo PID + SSR j'ai toujours quelques questions :

- Est-il normal que certaines machines à PID aient un pic thermique au delà de la température de consigne du bouzin ?

- Est-ce que le premier autotune sur ces machines pourrait dans certains cas avoir été mal (pas) effectué ?

- Est-il d'ailleurs possible de faire un autotune sur toutes ces machines qui utilisent le même boitier de régulation, à savoir Lelit, Ascaso, Bezzera etc... ?

par Flynn Lun 11 Nov 2013, 16:35

@ Lucio

L'origine de l'hystérésis vient de la magnétisation des corps soumis à un champ magnétique. Un corps se magnétise dans un sens s'il est soumis à un champ magnétique suffisamment fort dans ce sens. Et si on veut aller dans l'autre sens, il faut dépasser un certain seuil de champ pour que ça bascule. Et il y a bien un zéro au milieu dans ce cas.

Dans le cas des capteurs, on pense à ces trucs fabriqués à partir de bilames et autres gadgets mécaniques qu'il faut pousser dans un sens pour qu'il fasse contact, et pousser dans l'autre sens pour que le contact bascule dans l'autre sens. Aussi précis qu'ils soient et quelque soit le soin pris à les fabriquer, il y a toujours un seuil nécessaire pour que ça bascule, et l'hystérésis 'est à priori un défaut du capteur qu'on cherche à minimiser ( sauf comme tu l'as dit quand ça sert à diminuer la frequence de basculement, les ingénieurs adorent utiliser toutes les caractéristiques des machins qu'ils fabriquent pour faire des trucs, même les défauts)

Aujourd'hui on sait faire des capteur parfaits. Pas besoin d'argutie spéciale si on veut un comportement asymétrique, on design le capteur pour qu'il fasse exactement ce qu'on veut, donc avec un point de basculement haut et un point de basculement pas. En électronique, ça s'appelle un "trigger de Schmitt" et ça sert à diminuer les parasites des signaux en entrée.

A noter puisque je parlais de "feedback" plus haut que l'hystérésis est obtenu par une contre-reaction positive, c'est à dire en réinjectant une partie du signal de sortie dans le signal d'entrée, obligeant une contre-reaction négative plus forte en entrée pour obtenir un basculement du système.

Mais bon, je crois qu'on est HS là, parce que l'épistémiologie de ces systèmes n'aide pas trop la compréhension du fonctionnement d'un PID pour des machines expresso, en plus tu titilles juste ma façon de définir quelques constantes de ces mécanismes, certes déformée par mes habitudes bonnes ou mauvaises, mais ça ne change pas grand chose au fond de l'affaire ... l'essentiel est que ça bascule dans un sens au point haut, et dans l'autre sens au point bas.

par Lucio Lun 11 Nov 2013, 16:48

Certes mais dans le cas des pressostats électro-mécaniques qui équipent les machines espresso, il s'agit d'un "défaut" réglable, d'où ma remarque. D'après moi la position que tu indiques comme "consigne" n'a pas de sens, mais ok Smile

Dans le cas présent, l''hystérésis" est une sorte de "zone morte", réglable, et "asymétrique" (sens montant et descendant).

Bref Smile

par pootoogoo Lun 11 Nov 2013, 16:59

... et on n'est encore que sur la réponse théorique du capteur, tout ça en considérant qu'il est à une place idéale pour que l'eau arrivant au groupe suive exactement son bon vouloir. Oh punaise, on n'a pas fini... Rolling Eyes

Spoiler:

par Lucio Lun 11 Nov 2013, 17:05

Maintenant que duvar a choisi sa machine (sans pid Smile

) on se fait un peu plaisir Smile

par Flynn Lun 11 Nov 2013, 17:29

zeb la page d'avant a écrit:Je vous lis depuis ma candide question et ce que je vois c'est tout plein d’explications sur le PID le SSR etc... dont certaines confirment, et d'autres quasi infirment les premières, m'enfin tout un tas de belles démonstrations, on peut tous vous en remercier.

Mais... maintenant que j'ai la confirmation que je savais déjà ce qu'est un thermo PID + SSR j'ai toujours quelques questions :

- Est-il normal que certaines machines à PID aient un pic thermique au delà de la température de consigne du bouzin ?

Je ne sais pas répondre à tes questions; le "pic thermique" comme tu l'appelles est ce que j'appelle l'overstrike; il apparait quand on veut une vitesse de convergence plus rapide. C'est pas forcément un mal pour une machine à expresso; c'est un mal si c'est un servo moteur qui commande le volant d'une voiture, parce que à force de vouloir passer le virage plus vite, l'overstrike va te faire passer dans le fossé

Ce que je veux dire c'est que selon le contexte, l'overstrike est acceptable ou pas, il peut être la solution d'une meilleure convergence au prix d'autres instabilités, acceptables ou pas.

zeb la page d'avant a écrit:
- Est-ce que le premier autotune sur ces machines pourrait dans certains cas avoir été mal (pas) effectué ?
- Est-il d'ailleurs possible de faire un autotune sur toutes ces machines qui utilisent le même boitier de régulation, à savoir Lelit, Ascaso, Bezzera etc... ?

Je suppose que oui, j'ignore totalement si ces autotunes sont efficaces, et s'ils choisissent des paramètres idéaux ou si le calcul est biaisé. J'ai toujours cru que les paramètres que ça sortait étaient juste la base de départ pour un ajustement manuel postérieur.

par zeb Lun 11 Nov 2013, 17:39

Je me pinçais depuis tout à l'heure au cas où je serais "chère disparu" sans m'en rendre compte, merci pour ta réponse, tu me lèves une sacré angoisse Wink

Qu'est-ce que tu en penses toi ? L'overstrike sur une machine à café c'est un peu ballot non ? En plus ce pic va se répercuter dans le groupe, suivant le moment dans le cycle de chauffe c'est une combine à pourrir une extraction là où le PID est sensé apporter du confort et de la facilité ?

Qui c'est qui s'y colle ? Il serait intéressant de regarder les réactions d'une machine avec ce type de PID sur lequel certains ont relevé de l'overstrike (rebond est-il faux ?) non ?

par Invité Lun 11 Nov 2013, 17:47

Lucio a écrit:Maintenant que duvar a choisi sa machine (sans pid ) on se fait un peu plaisir

Oui, t'as raison mais après 17 pages, il n'a pas encore tiré un expresso à son goût. Et ce n est pas de sa faute cette fois-ci!

à H@R, c'était de l'humour pour ton grand père. J espère que son bain était à la bonne température rabbit

par Flynn Lun 11 Nov 2013, 18:01

@Zeb : en fait, cet overstrike c'est la première demi-sinusoïde d'une oscillation amortie.

C'est tout un truc le choix des paramètres pour que ça converge sans osciller. En electronique on employe ce qui s'appelle des diagrammes de Nyquist ; pas forcément aussi compliqué qu'il n'y parait, grosso modo ça dit que si une perturbation du système à une fréquence donnée a un gain > 1 , ça va faire un effet "Larsen" et le système sera instable à cette fréquence.

Tout ça pour dire que l'overstrike c'est le début de l'instabilité et c'est le prix à payer une convergence plus rapide; or c'est peut-être ce qu'on veut au dessus de tout que ça converge rapidement ...

Là j'en pense pas grand chose, il faudrait étudier les algorithmes de calcul des paramètres par défaut, et voir s'il y a une théorie la dessous qui dit que les paramètres sont "ideaux" ou pas et en quoi il sont ideaux, ...

par giorgio Lun 11 Nov 2013, 18:09

Flynn a écrit:@Zeb : en fait, cet overstrike c'est la première demi-sinusoïde d'une oscillation amortie.

C'est tout un truc le choix des paramètres pour que ça converge sans osciller. En electronique on employe ce qui s'appelle des diagrammes de Nyquist ; pas forcément aussi compliqué qu'il n'y parait, grosso modo ça dit que si une perturbation du système à une fréquence donnée a un gain > 1 , ça va faire un effet "Larsen" et le système sera instable à cette fréquence.

Tout ça pour dire que l'overstrike c'est le début de l'instabilité et c'est le prix à payer une convergence plus rapide; or c'est peut-être ce qu'on veut au dessus de tout que ça converge rapidement ...

Là j'en pense pas grand chose, il faudrait étudier les algorithmes de calcul des paramètres par défaut, et voir s'il y a une théorie la dessous qui dit que les paramètres sont "ideaux" ou pas et en quoi il sont ideaux, ...

- Attention quand même, y'a des gosses Embarassed

par zeb Lun 11 Nov 2013, 19:25

par H@R Lun 11 Nov 2013, 22:21

@zeb : je partage l'avis et les explications de Flynn. Pour ma part, j'utilise "dépassement" au lieu d'overstrike.
Les paramètres de P, I et de D sont affaire de compromis entre rapidité, stabilité et précision

Il faudrait aussi connaitre la valeur de ce dépassement : 0,5 ? 1 ? 5 ? 10°C ? Ce n'est pas pareil. Et comment sais-tu qu'il y a dépassement ???

Le reste dépend de la machine, de sa conception et de la façon ont elle va dissiper.
Isoler la chaudière va réduire la déperdition mais peut "perturber" la régulation PID, en tout cas changer le comportement de la machine : un dépassement mettra plus de temps à se dissiper.

Certaines machines - dont les Bez - permettent un réglages des paramètres PID.
De mémoire, il n'y a pas d'auto-calibration sur la GS3.

par Flynn Lun 11 Nov 2013, 22:26

il semble que le bon terme soit "overshoot"

Ici j'ai trouvé une méthode pratique de réglage de PID qui a l'air pas mal :

http://www.omega.com/temperature/z/pdf/z115-117.pdf

par Lucio Lun 11 Nov 2013, 22:41

Je ne pense pas qu'un dépassement de consigne soit bien grave, tant qu'il reste raisonnable. De mémoire un léger dépassement de consigne est indispensable si l'on veut que la valeur désirée soit atteinte (et stabilisée) le plus rapidement possible.

par hbf11 Lun 11 Nov 2013, 22:41

Flynn a écrit:
hbf11 a écrit:

Merci Flynn, maintenant c'est plus clair pour moi . Quand on vieillit ou quand on est enfant , rien ne vaut une bonne explication graphique . ça parle bien plus vite , non ? Surtout que moi , , mon domaine c'était l'optique cohérente , alors .........
ciao
Bah mon défaut c'est que j'adore ces arguties techniques. Cool l'optique cohérente ! tu faisais de l'holographie ou des téléscopes interférométriques ?

Flynn,
mumuse avec tous les type de lasers . l'holographie , était notre récréation , génial !
ciao
jbf11

par malabar_riton Lun 11 Nov 2013, 23:26

david75 a écrit:On atteint plus vite la température -sans la dépasser où très peu-, elle est plus stable et plus proche quelques soient les perturbations liées au fonctionnement.

Heuuu ...

Ce n'est toujours pas exact :.

Comme l'a rappelé Flynn, la vitesse d'atteinte maximale de la température est limitée par la puissance de l'élément de chauffe, et de l'inertie thermique du système. Rien d'autre.

Et je plussoie avec lui pour dire qu'un système PID, au pire, pourrait amener une atteinte de la température de consigne moins rapide qu'un système plus simple, en raison même de son principe (et de l'action de la dérivée par exemple).

@ Flynn : Bravo pour cette vulgarisation.

@Duvarxx : Alors ????? Question

J'espère que son engin ne sent pas le calvados Cool

/ Malabar

héhé ... 18 lol!

par Invité Mar 12 Nov 2013, 10:14

malabar_riton a écrit:
david75 a écrit:On atteint plus vite la température -sans la dépasser où très peu-, elle est plus stable et plus proche quelques soient les perturbations liées au fonctionnement.

J'espère que son engin ne sent pas le calvados

/ Malabar

héhé ... 18

Je suggère que malabar-riton donne un cours de contrepèteries pour les nuls et notemment ses solutions. Je suis comme Flynn. Pas la patience de trouver.....................................

par rotchitos Mar 12 Nov 2013, 10:21

oui mais est-ce qu'un belge connait le calendos...je suis plus déçu par flynn pour le coup Sad

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