25.2 : Conception du contrôleur PD

Dans l'ingénierie automobile, les systèmes de suspension des voitures utilisent souvent des contrôleurs Proportionnels Dérivés (PD) pour améliorer les performances. Les contrôleurs PD sont utilisés pour ajuster la force d'amortissement en réponse aux conditions de la route. Un contrôleur, agissant comme un amplificateur à gain constant, démontre un contrôle proportionnel, avec une sortie reflétant directement l'entrée.

La conception d'un contrôleur de données continues nécessite la sélection et la liaison de composants tels que des additionneurs et des intégrateurs, qui sont fondamentaux dans les contrôleurs Proportionnels, Intégraux et Dérivés (PID). Dans un système de contrôle à rétroaction, le schéma fonctionnel d'un contrôleur PD illustre un processus prototype de second ordre défini par une fonction de transfert spécifique. Le contrôleur série, de type PD, intègre des constantes proportionnelles et dérivées dans sa fonction de transfert, améliorant ainsi la réponse du système.

Il existe deux manières possibles de créer ce contrôleur PD dans un circuit électronique. La première méthode utilise deux amplificateurs opérationnels mais ne permet pas le réglage indépendant des commandes proportionnelles et dérivées. Cette méthode est plus simple mais moins flexible pour affiner les performances du système. La deuxième méthode permet une manipulation indépendante de ces commandes. En sélectionnant une valeur plus élevée pour une résistance dans le circuit, cette conception compense le contrôle de dérivée élevé. Ce réglage permet un meilleur contrôle de la force d'amortissement.

La fonction de transfert de trajectoire avant est essentielle pour convertir les signaux d'entrée en signaux de sortie. L'ajout d'un zéro via le contrôleur PD contrecarre un pôle, améliorant ainsi la stabilité et la vitesse de réponse. Cet ajout améliore efficacement la réponse transitoire du système en réduisant le dépassement et le temps de stabilisation. Le résultat est un système de suspension plus stable et plus réactif, capable de s'adapter aux différentes conditions de route avec une précision améliorée.