Brevet FR2064436A1 — publié le 19710723

La présente invention concerne un dispositif de réglage adaptatif de systèmes régulés, par exemple de systèmes régulés dynamiques, dont les propriétés varient dans un domaine assez vaste et de façon inconnue, ou dont les propriétés ne varient pas, mais ne 5 sont pas connues à l'avance, ou bien dont les signaux de perturbation varient aléatoirement. Le dispositif suivant l'invention est capable d'adapter ses paramètres au système régulé et aux signaux, en agissant sur le système de façon très rapide, notamment lorsqu'il s'agit d'éviter l'apparition d'instabilités.Cependant,le dis-10 positif ne nécessite ni la connaissance ni l'identification des propriétés dynamiques ou statiques du système régulé. La caractéristique transitoire du réglage possède une allure favorable et des oscillations d'amortissement relativement faibles ; il est vrai que ces oscillations ne peuvent être éliminées complètement, 15 mais elles peuvent être maintenues entre certaines limites. Le dispositif suivant l'invention convient au réglage de systèmes régulés d'un ordre arbitraire, même lorsqu'il s'agit de systèmes régulés non linéaires, à condition toutefois que ceux-ci soient intrinsèquement stables, En outre le dispositif est également ap-20 plicable aux systèmes régulés à plusieurs dimensions, c'est-à-dire aux systèmes dans lesquels plusieurs quantités sont régulées. La réalisation pratique d'un dispositif suivant l'invention est très simple, et ses possibilités d'utilisation sont extrêmement générales, exception faite des cas où le système régulé ne peut 25 tolérer aucune oscillation d'amortissement de la grandeur régulée. Les dispositifs à réglage adaptatif actuellement connus, tels par exemple que ceux uestinés aux systèmes régulés dynamiques à propriétés variant en fonction des signaux auxquels ils sont sou-30 mis, présentent des défauts sérieux qui se manifestent avant tout par la complexité de leur réalisation, leur faible stabilité, ainsi notamment que par leur lenteur d'adaptation. Le désavantage le plus vrave de dispositifs connus est dû à leur complexité prohibitive, et, de ce fait, à leur sensibilité aux perturba-35 tions, à leurs servitudes de maintenance, et aux frais d'investissement co nsidérables qu'ils nécessitent, ainsi qu'à leur vieillissement rapide. Il résulte de ces inconvénients des dispositifs à réglage adaptatif connus jusqu'à présent qu'ils ne sont pratiquement utilisés à l'heure actuelle que dans les cas spéciaux les 40 plus simples et que leur mise en oeuvre ne s'étend guère au-delà 70 37580 2 2064435 du domaine de la recherche ae laboratoire» Il est bien connu d'associer a la boucle d'adaptation des dispositifs tels que les optimateurs qui, à l'aide d'informations mises en mémoire, déchiffrent la surface de réglage et recher-5 chent les opfcima des paramètres du régulateur, ces optima correspondant à la surface minimum,. Suivant un autre procédé, les effets de variations périodiques du paramètre choisi sont décelés à l'aide d'un détecteur synchrone. La possibilité d'apparition d'interférences et de dé-10 phasages n'étant pas éliminée, la stabilité du réglage n'est pas garantie» Suivant un autre procédé, on identifie le système régulé en utilisant par exemple un modèle dé "sensibilité ou un modèle de gradient. L'application de ce procédé est rationnelle lorsqu'il 15 s'agit par exemple de vérifier des équations basées sur des considérations physiques, mais elle ne l'est pas dans le cas du réglage adaptatif, car le nombre des paramètres concernés est alors inutilement élevé® En plus des procédés ci-dessus rappelés, on peut encore uti-20 liser celui consistant à faire traverser à la grandeur régulée deux filtres ou réseaux différents. En comparant les signaux disponibles à la sortie de chacun de ces filtres, on peut réaliser le réglage du paramètre à adapter, A l'heure actuelle, on utilise aussi des calculateurs digi-25 taux travaillant en £emps réel, selon des algorithmes différents pouvant eux-mêmes varier suivant la tendance du processus adapté. Ce procédé comporte des inconvénients d ' ordre surtout économique ; ils sont cependant; moindres, sur ce plan, que ceux des autres procédés» 30 L'invention a pour but d'éliminer les graves défauts et les désavantages des dispositifs à réglage adaptatif de systèmes régulés connus et utilisés jusqu'à présent. L'invention a notamment pour but de réaliser un dispositif particulièrement simple possédant une grande stabilité, une vitesse d'adaptation élevée et 55 une faible probabilité de perturbation, dont les coûts de fabrication, d'installation et de maintenance sont relativement très bas, et qui est peu sujet au vieillissement. L'invention vise également à réaliser un dispositif de réglage adaptatif à utilisation universelle, en particulier dans le domaine industriel» 40 Mais l'avantage essentiel d'un dispositif selon l'invention BÀD 70 37580 3 2064436 réside dans le fait qu'il peut être réalisé à partir de sous-ensembles préexistants de fabrication relativement courante. De plus, certains sous-ensembles, notamment les multiplicateurs, peuvent être simplifiés, car l'obtention d'une précision élevée n'est 5 pas imperative. De ce fait, on peut encore réduire les frais d'investissement. L'objet de l'invention est un dispositif de réglage adaptatif de systèmes régulés dont les propriétés varient dans un domaine assez large et de façon inconnue, ou dont les propriétés 10 ne varient pas, mais ne sont pas connues à l'avance, ou bien dont les signaux de perturbation varient aléatoirement. Le dispositif est capable d'adapter ses paramètres au système régulé et aux signaux en agissant sur le système de façon très rapide sans donner lieu à des instabilités, et il ne nécessite ni la connaissance 15 ni l'identification des propriétés dynamiques et statiques du système régulé. La caractéristique transitoire du réglage possède une allure favorable à oscillations d'amortissement relativement faibles qui peuvent être maintenues entre certaines limites. Le dispositif convient au réglage de systèmes régulés dont la ou les 20 boucles sont d'ordre arbitraire,des systèmes régulés linéaires et non linéaires, des systèmes continus et discrets, à condition toutefois que ces systèmes régulés soient stables même sans réglage ; le dispositif est aussi applicable aux systèmes régulés à plusieurs dimensions, c'est-à-dire aux systèmes à plusieurs 25 grandeurs régulées. Le dispositif de réglage adaptatif de systèmes régulés selon l'invention est constitué d'une boucle de régulation principale comprenant elle-même au moins trois additionneurs ou comparateurs, un système régulé, un organe délivrant une grandeur de sortie dont la valeur instantanée ne dépend sensible-30 ment que de la valeur instantanée d'une grandeur d'entrée, et qui sera désigné par la suite, et pour abréger, par le terme "d'organe proportionnel", au moins un intégrateur, au moins un différentiateur et au moins trois multiplicateurs ; le dispositif susdit comporte en outre des boucles d'adaptation comportant elles-mêmes 35 au moins trois multiplicateurs, au moins trois additionneurs ou comparateurs, au moins trois intégrateurs et au moins un filtre de séparation de la composante continue» La boucle de régulation principale comporte un premier additionneur dont la première entrée constitue l'entrée par laquelle le signal de perturbation 40 est appliqué au système régulé, et dont la sortie est 70 37580 4 2064436 reliée à l'entrée du système régulé et à l'entrée des boucles d'adaptation. La sortie du système régulé est reliée à la première entrée du deuxième additionneur ; la seconde entrée de ce dernier sert à l'arrivée du signal de référence et sa sortie est re-5 liée aux entrées reliées en parallèle de l'organe proportionnel, de l'intégrateur et du différentiateur. La sortie de l'organe proportionnel est reliée à la première entrée du premier multiplicateur et la sortie de ce multiplicateur est reliée à la première entrée du troisième additionneur. La sortie de l'intégrateur est 10 reliée à la première entrée du deuxième multiplicateur et la sortie de ce multiplicateur est reliée à la deuxième entrée du troisième additionneur. La sortie du différentiateur est reliée à la troisième entrée du troisième additionneur. La sortie du troisième additionneur est reliée à la deuxième entrée du premier addi-15 tionneur situé dans la boucle de régulation principale. La sortie du système régulé constitue également la sortie du dispositif d'ensemble. L'entrée des boucles d'adaptation qui est reliée à la sortie du premier additionneur placé dans la boucle de régulation principale est également reliée aux premières entrées, reliées 20 elles-mêmes en parallèle, des premier, deuxième et troisième multiplicateurs insérés dans les boucles d'adaptation. La deuxième entrée du premier multiplicateur est reliée directement, ou par l'intermédiaire d'un filtre de séparation de la composante continue, à la sortie de l'organe proportionnel, situé dans la boucle de 25 régulation principale» La deuxième entrée du deuxième multiplicateur est reliée par l'intermédiaire du filtre de séparation de la composante continue à la sortie de l'intégrateur placé dans la boucle de régulation principale. La deuxième entrée du troisième multiplicateur est reliée directement, ou par l'intermédiaire du 30 filtre de séparation de la composante cont inue, à la sortie du différentiateur situé dans la boucle de régulation principale. La sortie du premier multiplicateur est reliée à la deuxième entrée du premier additionneur de la première boucle d'adaptation et la sortie de cet additionneur est reliée par le premier intégrateur 35 à la deuxième entrée du premier multiplicateur de la boucle de régulation principale» D'une façon analogue, la sortie du deuxième multiplicateur est reliée à la deuxième entrée du deuxième additionneur de la deuxième boucle d'adaptation et la sortie de ce deuxième additionneur est reliée par le deuxième intégrateur à la 40 deuxième entrée du deuxième multiplicateur de la boucle de 70 37580 5 2064436 régulation principale, bnfin, la sortie du troisième multiplicateur est reliée à la deuxième entrée du troisième additionneur situé dans la troisième boucle d'adaptation et la sortie du troisième additionneur est reliée par le troisième intégrateur à la deu-5 xième entrée du troisième multiplicateur situé dans la boucle de régulation principale. Les premières entrées des additionneurs sont reliées à une ou plusieurs sources de signal constant d assurant la définition efc le réglage de zéro des signaux d'entrée des intégrateurs des boucles d'adaptation® 10 L'organe proportionnel situé dans la boucle de régulation principale peut être linéaire ou non linéaire et sa caractéristique peut être d'allure continue ou discontinue. L'intégrateur peut être agencé de façon à réaliser une intégration du premier ordre ou une intégration d'ordre plus élevé, ou même éventuelle-15 ment une combinaison d'intégrations d'ordre différent en opérant de façon continue ou discrète, sur une fonction quelconque, linéaire ou non, de son signal d'entrée,» Le différentiateur peut être agencé de façon à effectuer une dérivation du premier ordre ou bien d'un ordre plus élevé, en opérant de façon continue ou 20 discrète. On va maintenant décrire des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 illustre un mode de réalisation fondamental d'un 25 dispositif de régulation auto-adaptatif selon l'invention permettant par exemple d'agir sur un système régulé dynamique de façon à maintenir constante la valeur de la grandeur régulée ; la figure 2 illustre un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, destiné par exemple à l'adaptation 30 d'un système régulé dans lequel une grandeur régulée varie selon un programme déterminé ; la figure 3 illustre un troisième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, également susceptible d'assurer l'adaptation dans un système dont une grandeur régulée varie se-35 Ion un programme déterminé j la figure 4 est une variante simplifiée du dispositif de la figure 1 ï la figure 5 est une variante simplifiée du dispositif des figures 2 ou 3 ; 40 la figure 6 est une variante de réalisation simplifiée d'un » .y#**- ii 70 37580 2064436 dispositif selon l'invention, aans lequel la grandeur régulée est également variable selon un programme® Sur la figure 1, le repère 17 désigne la première entrée d® un additionneur ou comparateur 19 situé dans la boucle de régula-5 tion principale d'un dispositif de réglage adaptatif agissant sur un système régulé 1. A la première entrée 17 est fourni un signal de perturbation possédant un spectre de fréquence suffisamment large, la sortie 57 du premier additionneur 19 est reliée^ d'une part, à l'entrée du système régulé 1, d'autre part aux pre-10 mières entrées 42, 43» 44 parallèlement reliées du premier, du deuxième et du troisième multiplicateurs 14» 15» et 16 respectivement situés dans les première, deuxième et troisième boucles d^adaptatioa© La sortie 22 du système régulé-1 est reliée à la première entrée du deuxième additionneur 20» a la deuxième entrée 15 duquel est appliqué le signal de référence. La sortie 23 du deuxième additionneur 20 est reliée aux entrées 24, 25 et 26 parallèlement reliées de l'organe proportionnel ou générateur de fonction 2» de l'intégrateur 3 et du différentiateur 4. L'organe 2 peut être linéaire ou non linéaire, et l'allure de sa caractéris-20 tique peut être continue ou discontinue. L'intégrateur 3 peut être du premier ordre ou d'un ordre plus élevé, linéaire ou non linéaire, continu ou discontinu. Le différentiateur 4 peut être du premier ordre ou d'un ordre plus élevé, combiner éventuellement des ordres de différentiation différents, et être continu bien ~ , 25 ou/discontinu« La sortie de l'organe proportionnel 2 est reliee, d'une part, à la ueuxième entrée 45 du premier multiplicateur 14» situé dans la première boucle d'adaptation, et d'autre part à la première entrée 27 du premier multiplicateur 5 placé dans la boucle de régulation principale» La sortie de l'intégrateur 3 est 30 reliée, d'une part, à l'entrée 40 d'un filtre 8 dont la sortie 41 est reliée à la deuxième entrée 46 du deuxième multiplicateur 15 situé dans la deuxième boucle d'adaptation, et d'autre part à la deuxième entrée 28 du deuxième multiplicateur 6 de la boucle de régulation principale. La sortie du différentiateur 4 est 35 reliée, d'une part, a la deuxième entrée 47 du troisième multiplicateur 16 situé dans la troisième boucle d'adaptation, et d' autre part, à la première entrée 29 du troisième multiplicateur 7 de la boucle de régulation principale0 in plus du filtre 8' on pourrait disposer un. filtre additionnel 12 inséré de la même fa-40 çon que le filtre 8 dans la première boucle d'adaptation, c'est- 70 37580 7 2064436 à-dire entre l'entrée de l'organe proportionnel 2 et la deuxième entrée 45 du premier multiplicateur 14 de la première boucle d' adaptation ; on peut aussi disposer un autre filtre additionnel 13 inséré de la même façon que les filtres 8 et 12 dans la troi-5 sième boucle d'adaptation, c'est-à-dire entre la sortie du différentiateur 4 et la deuxième entrée 47 du troisième multiplicateur 16. La sortie 55 du premier multiplicateur 5 de la boucle de régulation principale est reliée à la première entrée 56 du troisième additionneur 61. La sortie 54 du deuxième multiplicateur 6 10 de la boucle de régulation principale est reliée à la deuxième entrée 57 du troisième additionneur 61. La sortie 55 du troisième multiplicateur 7 de la boucle de régulation principale est reliée à la troisième entrée 58 du troisième additionneur 61 de la boucle de régulation principale» 15 ia sortie 58 du premier multiplicateur 14 situé dans la pre mière boucle d'adaptation est reliée à la deuxième entrée du premier additionneur 48 de la première boucle d'adaptation, à la première entrée 51 duquel est appliqué un signal constant ; la sortie 54 de l'additionneur 48 est reliée à l'entrée du premier 20 intégrateur 9 inséré dans la première boucle d'adaptation. La sortie du premier intégrateur 9 est reliée à la deuxième entrée 50 du premier multiplicateur 5 de la boucle de régulation principale. De la même manière, la sortie 59 du deuxième multiplicateur 15 de la deuxième boucle d'adaptation est reliée à la deuxième 25 entrée du deuxième additionnetir 49 situé dans la deuxième boucle d'adaptation. A la première entrée 52 du deuxième additionneur 49 est appliqué* un signal constant ; sa sortie 55 est reliée à l'entrée du deuxième intégrateur 10 situé dans la deuxième boucle d'adaptation, la sortie d'intégrateur 10 est reliée à la deuxième 50 entrée 31 du deuxième multiplicateur 6 da la boucle principale» Enfin, la sortie 60 du troisième multiplicateur 16, situé dans la troisième boucle d'adaptation, est reliée à la deuxième entrée du troisième additionneur 50 situé dans la troisième boucle d'adaptation. A la première entrée 55 du troisième additionneur 50 55 est appliqué un signal constant ; la sortie 56 de 1'additionneur 50 est reliée à l'entrée du troisième intégrateur 11, placé dans la troisième boucle d'adaptation. La sortie du troisième intégrateur 11 est reliée à la deuxième entrée 52 du troisième multiplicateur 7 de la boucle de régulation principale. La sortie du 40 système réjulé est désignée par le repère 74» 70 37580 8 2064436 Sur la figure 2, le repère 21 désigne la pi'emière entrée d' •un premier additionneur 20 situé dans la boucle de régulation principale d'un dispositif de réglage adaptatif agissant sur le système régulé 1. À l'entrée 21 est appliqué un signal de référen-5 ce. La sortie 23 du premier additionneur 20 est reliée aux entrées 24, 25 et 26, elles-mêmes reliées en parallèle, de l'organe proportionnel 2, de l'intégrateur 3 et du différentiateur 4 de la boucle de régulation principale» Les sorties 27, 28 et 29 des trois organes précités sont reliées aux premières entrées respec-10 tives du premier multiplicateur 5, du deuxième multiplicateur 6 et du troisième multiplicateur 7, qui sont placés chacun dans 1* un des trois canaux de la boucle de régulation principale du dispositif» ' " Les sorties respectives des multiplicateurs 5, 6 et 7 sont 15 respectivement reliées à la première entrée 36, à la seconde entrée 37 et à la troisième entrée 38 du deuxième additionneur 61 de la boucle de régulation principale. La sortie 39 du deuxième additionneur 61 est reliée, d'une part, à l'entrée du système régulé 1, d'autre part, aux entrées 45, 46 et 47, elles-mêmes re-20 liées en parallèle, du premier multiplicateur 14, du deuxième multiplicateur 15 et du troisième multiplicateur 16, respectivement situés dans les première, deuxième et troisième boucles d' adaptation du dispositif représenté. Les sorties 58, 59 et 60 des premier, deuxième et troisième multiplicateurs 14, 15 et 16 sont 25 reliées aux deuxièmes entrées des premier, deuxième et troisième additionneurs 48, 49 et 50, respectivement situés dans les première, deuxième et troisième boucles d'adaptation. Aux premières entrées respectives 51, 52 et 53 des premier, deuxième et troisième additionneurs 48, 49 et 50 est appliqué, pqr exemple, un signal -30 constant. Les sorties des additionneurs 48, 49 et 50 sont respectivement reliées par l'intermédiaire des premier, deuxième et troisième intégrateurs 9, 10 et 11, respectivement disposés dans les première, deuxième et troisième boucles d'adaptation, aux deuxièmes entrées respectives 30, 31 et 32 des premier, deuxième 35 et troisième multiplicateurs 5, 6 et 7. La sortie 22 du système régulé 1 est reliée, d'une part , aux entrées 68, 69 et 70 reliées en parallèle de l'organeproportionnel 62, de l'intégrateur 63 et du différentiateur 64, respectivement situés dans les première, deuxième et troisième boucles d'adaptation. La sortie 22 du sys-40 tème régulé 1 est reliée, d'autre part, à la deuxième entrée 18 70 37580 9 2064436 du premier additionneur 20. La sortie 72 de l'intégrateur 63 est reliée par le filtre 66 à la première entrée 43 du deuxième multiplicateur 15. Les sorties respectives 71 et 73 de l'organe proportionnel 62 et du différentiateur 64 sont reliées soit directe-5 ment, soit par l'intermédiaire de filtres 65 et 67, aux premières entrées respectives 42 et 44 du premier multiplicateur 14 et du troisième multiplicateur 16. La sortie du système régulé 1 est désignée par le repère 74o Sur la figure 3, le repère 21 désigne la première entrée du 10 premier additionneur 20 situé dans la boucle de régulation principale du dispositif de réglage adaptatif du système régulé 1 : à l'entrée 21 est appliqué, comme dans les dispositions de la figure 2, le signal de référence. Les dispositions des circuits de la boucle de régulation principale et des boucles d'adaptation 15 sont identiques à celles du dispositif de la figure 1, si ce n' est en ce que les deuxièmes entrées respectives 45, 46 et 47 des premier, deuxième et troisième multiplicateurs 14, 15 et 16 sont reliées séparément aux sorties respectives des premier, deuxième et troisième multiplicateurs 5, 6 et 7 de la boucle de régulation 20 principale. La sortie du système régulé 1 est désignée par le repère 74» Sur la figure 4 est représentée une variante simplifiée du dispositif de la figure 1„ Dans le dispositif de la figure 4, le repère 17 désigne encore la première entrée du premier addition-25 neur 19 de la boucle de régulation principale du dispositif ; à l'entrée 17 mentionnée est appliqué comme précédemment un signal de perturbation possédant un spectre de fréquences de largeur appropriée. La sortie 57 du premier additionneur 19 est reliée, drune part, à l'entrée du système régulé 1, et d'autre part, à 30 la première entrée 43 du multiplicateur 15 de la boucle d'adaptation. La sortie 22 du système régulé 1 est reliée directement à la première entrée du deuxième additionneur 20, à la deuxième entrée 21 duquel est appliqué le signal de référence. La sortie 25 du deuxième additionneur 20 est reliée à l'entrée d'un régula-35 teur commun 3, aont la sortie est reliée, d'une part, à la première entrée 28 du multiplicateur 6 de la boucle de régulation principale, et d'autre part, à l'entrée d'un filtre 8 dont la sortie est reliée à la deuxième entrée 46 du multiplicateur 15 de la boucle d'adaptation. La sortie du multiplicateur 15 est 40 reliée à la deuxième entrée d'un additionneur 49 à la première 70 37580 10 2064436 entrée 52 duquel est applique un signal constant ; la sortie de l'additionneur 49 est reliée à l'entrée de l'intégrateur 10. La sortie de l'intégrateur 10 est reliée à la deuxième entrée 31 du multiplicateur 6, et la sortie 34 de ce dernier est reliée à la 5 deuxième entrée 18 du premier additionneur 19 de la boucle de régulation principale du dispositif. La sortie du système régulé 1 est désignée par le repère 74. Sur la figure 5 est représentée une variante simplifiée du dispositif de la figure 2, où le repère 21 désigne encore la pre-10 mière entrée de l'additionneur 20 disposé dans la boucle de régulation principale du dispositif dé réglage adaptatif agissant sur le système régulé 1. A cette entrée 21 est appliqué le signal de référence. La sortie 25 de 1*additionneur 20 est reliée à l'entrée du régulateur commun 3* dont la sortie 28 est reliée à la 15 première entrée du multiplicateur 6 disposé dans la boucle de régulation principale. La sortie de ce multiplicateur 6 est reliée, d'une part, à l'entrée du système régulé 1, et d'autre part, à la deuxième entrée 46 du multiplicateur 15 disposé dans la boucle d'adaptation. La sortie 59 du multiplicateur 15 est reliée à la 20 deuxième entrée de l'additionneur 49 de la boucle d'adaptation» La sortie de ce dernier est reliée à l'entrée de l'intégrateur 10, et la sortie de ce dernier est reliée à la deuxième entrée du multiplicateur 6. La sortie 22 du système régulé 1 est reliée, d'une part, à la deuxième entrée 18 de l'additionneur 20, et d' 25 autre part, à l'entrée 69 d'un organe 63 qui, par ses propriétés dynamiques de transmission, modèle en conséquence les propriétés dynamiques de transmission du régulateur 3 de la boucle de régulation principale'î la sortie 72 de l'organe 63 est reliée par le filtre 66 à la première entrée 43 du multiplicateur 15 de la 30 boucle d'adaptation. La sortie du système régulé 1 est désignée par le repère 74© Sur la figure 6 est représentée une autre variante simplifiée d'un dispositif selon l'invention. A la première entrée 21 de l'additionneur 20, disposé dans la boucle de régulation du 35 dispositif" de réglage adaptatif agissant sur le système régulé 1, est appliqué le signal de référence. La sortie 25 de l'additionneur 20 est reliée à la première entrée d*un multiplicateur 6 disposé dans la boucle de régulation principale. La sortie de ce multiplicateur 6 est reliée, d'une part, à l'entrée d'un régula-40 teur commun 5, et d'autre part, à la deuxième entrée 46 d'un 70 37580 n 2064436 multiplicateur 15 disposé dans la boucle d'adaptation. La sortie du régulateur 3 est reliée à l'entrée du système régulé 1, et la sortie de ce dernier est reliée, d'une part, à la deuxième entrée 18 de l'additionnetir 20, et d'autre part, par l'intermédiaire du 5 filtre 66, à la première entrée 43 du multiplicateur 15. La sortie 59 du multiplicateur 15 est reliée à la deuxième entrée d'un additionneur 49 disposé dans la boucle d'adaptation, et à la première entrée 52 duquel est appliqué un signal constant. La sortie de l'additionneur 49 est reliée à l'entrée d'un intégrateur 10, 10 dont la sortie est reliée à la deuxième entrée du multiplicateur 6. La sortie du système régulé 1 est désignée par le repère 74» Les organes schématisés en 9» 10 et 11 sur les figures 1, 2 et 3» ainsi que ceux schématisés en 10 dans les variantes simplifiées des figures 4-, 5 et 6 représentent des intégrateurs simples. 15 L'organe proportionnel 2 des figures 1, 2 et 3 peut être éventuellement réalisé sous la forme d'un quadripole électrique linéaire ou non linéaire, continu ou discret. On expliquera maintenant le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention en prenant pour base celui de-la variante sim- 20 plifiée de la figure 6, ce qui permettra de mieux; faire comprendre les idées directrices de l'invention. Dans le dispositif de la figure 6, le circuit fondamental est constitué du système régulé 1 et du régulateur 3. 0e circuit possède un gain global variable*^; ce régulateur est réalisé par le multiplicateur 6. Le 25 signal de référence W est appliqué au circuit fondamental, c'est-à-dire à la boucle de régulation principale, à l'entrée 21 de 1* additionneur 20. Soit X la valeur de la grandeur régulée disponible à la sortie 74, cette valeur devant suivre la valeur du signal de référence. La boucle de régulation proprement dite com-30 prend le régulateur 3, le système régulé 1 et le multiplicateur 6. La bovicle d'adaptation comprend le multiplicateur 15» l'intégrateur 10, le multiplicateur 6 et le filtre 66 de séparation de la composante continue. La boucle d'adaptation a pour rôle d1 ajuster automatiquement à la valeur convenable le coefficient d' 35 amplification ou gain en fonction du comportement de la boucle de régulation proprement dite. L'agencement de la boucle d'adaptation susdite est tout à fait nouveau et constitue une caractéristique essentielle du dispositif de réglage adaptatif selon l'invention. 40 Quantativement, le fonctionnement de la boucle d'adaptation 70 37580 12 2064436 peut être expliqué en prenant pour base les considérations suivantes ï on peut supposer que le signal ¥ de référence est formé d'un spectre de composantes sinusoïdales dont les fréquences s1 échelonnent entre zéro et l'infini, chaque composante de ce spec-5 tre traversant la boucle de régulation en subissant un déphasage et un affaiblissement propres dépendant des caractéristiques de transfert globales de l'ensemble du régulateur et du système régulé. C'est la phase qui est la plus importante pour le réglage,. Les composantes sinusoïdales subissant un déphasage de 180° ou 10 plus donnent lieu à une réaction positive nuisible pour la régulation. Si l'amplification de ces composantes est supérieure à l'unité, le circuit devient instable. Plus grand sera le retard de phase entre les points 75 et 76,' plus mauvais sera le réglage, du fait que le gain devra posséder une valeur suffisamment peti-15 te pour conserver la stabilité. Lorsqu'au contraire le retard de phase est faible, le gainos peut avoir une valeur élevée sans nuire à la stabilité de la régulation. Ces relations résultent de la théorie bien connue de ïFyquist régissant lçs systèmes bouclés. aut omatiquement Les conformités à la loi susdite sont/respectées par la bou-20 cle d'adaptation en faisant intervenir la valeur moyenne du produit de deux signaux X et Y. La valeur moyenne du px'oduit XY est égale à la somme des valeurs moyennes des produits des composantes des signaux X ( Les composantes de fréquence basse ne subissant qu'un faible retard de phase et qu'un léger affaiblissement, la conséquence en est que la valeur moyenne correspondante de leur produit est plus 30 grande que la valeur moyenne de celui des composantes de fréquence plus haute. Toutes les composantes,dont la différence de phase est plus petite que 90°; ont un produit dont la valeur moyenne est positive ; cette valeur donne lieu après intégration par 1' intégrateur 10 à un signal croissant en fonction du temps, et il 35 en va de même pour le gain Les composantes dont le déphasage est compris entre 90 et 270° donnent des produits moyens de signe opposé, et le gain d. diminue. La plus importante des composantes est celle dont le déphasage est de 180° : est d'elle que dépend la stabilité de la boucle de régulation. Lorsque l'amplification 4-0 totale de cette composante est plus grande que l'unité, il se 70 37580 13 2064436 forme des oscillations d'amplitude croissante. Haturellement la valeur moyenne du produit de cette composante est négative, et le . gain diminue alors jusqu'à ce que les oscillations cessent et qu1 un équilibre entre les produits moyens de composantes individuel-5 les soit de nouveau obtenu,. Ainsi, la valeur du gain plus petit sera le retard, et le gain Outre le signal de référence, appliqué de l'extérieur au 20 dispositif, des signaux de perturbation peuvent prendre naissance au sein du système régulé. Sur la figure 6 on peut se rendre compte aisément que chaque signal d'origine interne, c'est-à-dire a-gissant entre les points 75 et 76, où sont respectivement prélevés les signaux X et Y contribue par valeurs négatives à la va-25 leur moyenne totale du produit X.Y. Si les signaux extérieurs étaient de valeur nulle, le paramètre régulé passerait de sa valeur initiale arbitraire à la valeur zéro et la conserverait ensuite. la boucle de régulation proprement dite s'ouvrirait et le signal de référence ne pourrait 30 ensuite pénétrer ni dans la boucle de régulation, ni dans la boucle d'adaptation. Une situation analogue pourrait se^produire pour un signal de référence constant en permanence. Pour éliminer cet effet, un signal constant d est appliqué à l'intégrateur 10 de la boucle d'adaptation par l'intermédiaire de l'additionnetir 35 49. he signal constant d déplace le paramètrevers des valeurs plus hautes jusqu'à ce qu'il ne se produise pas d'équilibre entre le signal constant d et la valeur moyenne du produit, cet équilibre étant dû au bruit propre du système régulé. Une analyse plus détaillée montre que le paramètre d se maintient à une valeur voi-40 sine de la valeur optimale, selon le critère delà surface quàdra- BAD 70 37580 14 2064436 tique, du fait que dans le voisinage de la valeur optimale se trouve une valeur peu dépendante de la valeur du signal de déplacement d ; ainsi, le gain(k est d'autant plus grand que la valeur est moins dépendante. 5 la grandeur du signal d n'est pas du tout criti-que, notamment en ce qui concerne ses valeurs supérieures. Une telle valeur peut être choisie à peu près égale, ou supérieure à l'écart de réglage maximum prévisible. En gros, on peut évaluer à l'avance la grandeur du signal d et ajuster sa valeur par essais en cours de fonc-10 tionnement. Dans le cas où le signal deréférence ¥ est variable, il n1 est pas nécessaire de transmettre le signal constant d à l'intégrateur 10 par 1'additionneur 49. La dispositif illustré par la figure 6 ne représente qu'une variante très simplifiée par rap-15 port aux autres modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention. On peut réaliser des variantes faisant intervenir un plus grand nombre de paramètres du régulateur. Par une sélection convenable de couples de signaux destinés à former des produits associés aux paramètres correspondants du régulateur, on peut cons-20 tituer des circuits de réglage qui remplissent des conditions particulières ; ainsi, certains circuits de réglage satisfont au réglage. du système régulé, d'autres sont plutôt susceptibles de tenir co mpte du signal de perturbation à l'entrée du système régulé, etc.. 25 Le caractère commun de tous les modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention consiste en ce qu'il n'est pas nécessaire d'identifier le système régulé et que, pour chaque paramètre adapté du régulateur, il suffit de prévoir au moins deux multiplicateurs et au moins un intégrateur. Il est même possible 30 de se passer de l'intégrateur, bien que sa suppression soit défavorable à la précision du réglage. Pour la réalisation du dispositif du réseau de système du réglage seloh l'invention, d'une grande importance est le fait qu'on peut remplacer le multiplicateur qui forme le produit sea-35 laire XY, par un multiplicateur qui n'effectue qu'une multiplication de signe, c'est-à-dire qui effectue le produit y.sgn-x. Dans ces conditions, chaque paramètre ne nécessite qu'un multiplicateur - se réduisant dans la plupart des cas à un multiplicateur à double quadrant, car le signe du paramètre reste en général in-40 variable - et un commutateur de polarité. 70 37580 15 2064436 £our la sélection des couples de signaux nécessaires à la formation du produit et la connexion de boucles d'adaptation dans un dispositif dont le régulateur fait intervenir plusieurs paramètres, il convient de tenir compte des considérations suivantes; 5 En premier lieu, à chacun des paramètres P, I, D, éventuelle ment à d'autres, est associé un couple propre de signaux î le premier signal est pris à l'entrée de la boucle de régulation, le deuxième signal est pris à la sortie de la boucle de régulation, en des couples de points tels que soit défini entre deux 10 correspondants d'entre eux autant de canaux de transmission du régulateur, possédant chacun une transmittance propre à laquelle correspond le paramètre considéré. Le signal correspondant à la transmission de la composante continue permanente doit être débarrassé de cette composante à l'aide d'un filtre En second lieu, l'entrée de la boucle de régulation est le 30 point où y est introduit le signal, dont la nature joue un rôle important dans le processus de la régulation. Ce signal peut être un signal de référence ou un signal de perturbation agissant sur le système régulé. On peut introduire de même un signal expérimental. 35 En troisième lieu, chaque boucle d'adaptation est reliée de telle manière que le signal extérieur, ou le signal expérimental, tende à provoquer l'augmentation du paramètre correspondant du régulateur, le bruit propre du système régulé ou les oscillations propres de la boucle de régulation provoquant une diminution du 40 paramètre. 70 37530 16 2064436 En quatrième lieu, lorsque les signaux extérieurs sont de valeur nulle ou constante, c'est-à-dire ne possèdent pas le caractère du signal expérimental d'excitation et que seul le bruit agit sur le système, un signal constant de déplacement est appliqué à 5 l'entrée de chaque intégrateur, qui détermine la valeur du paramètre correspondant. Le fonctionnement du dispositif de la figure.1 peut être décrit de la manière suivante ï Un signal de perturbation ou un signal expérimental n à speo-10 tre de fréquence suffisamment large est appliqué à la première entrée 17 du premier additionneur 19 de la boucle de régulation principale. Après avoir traversé le système régulé 1, ce signal est appliqué à la première entrée- 22 du second additionneur 20 de la boucle de régulation. A la deuxième entrée 21 de l'addition-15 neur 20 est appliqué le signal W de référence» Le signal de la sortie 23 de 1'additionneur 20, après avoir traversé l'organe proportionnel 2, est conduit à la première entrée 27 du premier multiplicateur 5 de la boucle de régulation principale ; à la deuxième entrée 30 du multiplicateur 5 est con-20 duit le signal de la sortie 57 du premier additionneur 19 par 1* intermédiaire du premier multiplicateur 14 du premier additionneur 48 et de l'intégrateur 9 qui définissent la première boucle d'adaptation. Le signal de la sortie 57 du premier additionneur 19 est simultanément appliqué aux premières entrées 42, 43 et 44 25 des premier, deuxième et troisième multiplicateurs respectivement disposés dans les première, deuxième et troisième boucles d'adaptation. Le signal de la sortie 58 du premier multiplicateur 14 est appliqué à la deuxième entrée du premier additionneur 48, à la première entrée 51 duquel est appliqué le signal d à valeur 30 constante. Le signal disponible à la sortie 54 de l'additionneur 48 est appliqué à l'entrée du premier intégrateur 9 ; le signal de sortie de ce dernier est appliqué à lq, deuxième entrée 30 du premier multiplicateur 5 de la boucle de régulation principale. A la sortie 33 du premier multiplicateur 5 apparaît le signal qui 35 représente la valeur de la composante à action proportionnelle de la grandeur de sortie du régulateur. Le signal susdit est appliqué à la première entrée 36 du troisième additionneur 61 de la boucle de régulation principale 5 le signal disponible à la sortie 39 de celui-ci est appliqué à la deuxième entrée 18 du pre-40 mier additionneur 19. Le signal est appliqué à la deuxième entrée BAD ORIGINAL 70 37580 17 2064436 18 du premier additionnetir 19 a-rès inversion de signe. Le produit du signal arrivant à l'entrée du système régalé 1 par le si gnal disponible à la sortie 27 de l'organe proportionnel 2 du ré gulateur est intégré, et il détermine la valeur du coefficient 5 ^ d'amplification de l'organe proportionnel 2 du régulateur. Lors d'un accroissement de la valeur l'amplification de l'or gane proportionnel 2 du régulateur augmente, ce qui exerce un ef fet sur le processus de la régulation. Si on restreint l'analyse du fonctionnement à l'organe proportionnels, c'est-à-dire si 10 l'on fait temporairement abstraction de l'existence des deux autres canaux, on constate que, pour des valeurs trop basses du coefficient le comportement de la régulation est apériodique ou très peu oscillant, que le système 1 est soumis à l'action prédominante du signal agissant à Son entrée 57 e"b Que le coef-15 ficientcCp augmente. La situation inverse se produit pour les valeurs trop grandes du coefficient dp ; dans ce cas l'influence des oscillations propres prédomine et la valeur .Xp diminue automatiquement. Le fonctionnement de l'intégrateur 3 et de la boucle d'adaptation correspondante est analogue, mais l'utilisation 20 d'un filtre 8 est nécessaire pour éliminer la composante permanente présente à la sortie de l'intégrateur 3 j l'organe proportionnel 2 et le différentiateur 4 n'engendrent pas de composante de ce genre. Si le filtre & n'existait pas, le système donnerait naissance o. des oscillations entretenues dont l'amplitude 25 serait proportionnelle à la composante continue du signal disponible à l'entrée 17 du système régulé, c'est-à-dire à la composante continue du signal de perturba.tion<> Do l'interaction simultanée avec l'organe proportionnel 2, avec l'intégrateur 3 et avec le différentiateur 4 résulte une 30 adaptation du système régulé et de chacun des trois coefficients ./p, ' j, "-q agissant sur le processus régulé. Naturellement, 1' adaptation peut être obtenue en faisant intervenir l'aide de circuits de traitement distincts ou bien de parties correspondantes 6:es circuits constituant le dispositif d'ensem-35 ble. Chaque composante peut agir individuellement, mais la coopé ration commune simultanée de toutes composantes assure bien entendu un fonctionnement de réglage optimal. Ln bref on peut caractériser le fonctionnement du dispositif de la figure 1 de la manière suivante : on effectue les pro-40 duits respectifs de deux signaux dont l'un est prolevé à l'en- 70 37580 18 2064436 trée 57 et dont l'autre est prélevé respectivement aux sorties 27) 28 et 29 de la boucle de régulation principale, ces produits correspondant aux composantes individuelles, c'est-à-dire à la composante de proportion, à la composante d'intégration et à la 5 composante de dérivation, du r..pulateur formé par le "bloc 2, par le bloc 3 et par le bloc 4<> En bref, on peut caractériser le fonctionnement du dispositif de la figure 2 de la manière suivante : on effectue le produit de deux signaux pris entre l'entrée 39 et la sortie 22 du 10 système régulé 1. Pour avoir la possibilité de respecter le comportement de la boucle de régulation principale dans son entier, on a disposé dans les boucles d'adaptation individuelles des organes qui, par leurs propriétés dynamiques de transmission, remplacent les propriétés dynamiques de transmission correspondant 15 à des composantes individuelles du régulateur de la boucle de régulation principale, la transmittance du régulateur étant définie par la somme des transmittances de l'organe proportionnel 2, de l'intégrateur 3 et du différentiateur 4» En bref, on peut caractériser le fonctionnement du disposi-20 tif de la figure 3 de la manière suivante : on effectue le produit de deux signaux pris d'une part aux sorties des multiplicateurs individuels 5, 6 et 7, de la boucle de régulation principale, et d'autre part à la sortie 22 du système régulé 1. Par ailleurs, le dispositif selon la figure 3 contient comme le 25 dispositif selon la figure 2 un organe proportionnel 2, un intégrateur 3 et un différentiateur 4 qui fonctionnent de la même façon que décrit au regard de la figure 2» les avantages du dispositif de réglage adaptatif, selon la figure 1, peuvent être décrits de la manière suivante : la sta-30 bilité du système global des deux boucles est garantie du fait de l'élimination de la saturation et des oscillations entretenues dans le système. Il n'est pas exclu que l'un quelconque des éléments puisse être saturé temporairement ; cependant, si cet élément est muni d'un circuit de protection ou d'un limiteur, le 35 circuit de réglage n'est alors pas menacé. La stabilité ainsi garantie rend possible une grande rapidité d'adaptation des paramètres de la boucle de régulation. La réalisation technique est très simple. Le dispositif selon la figure 1 convient notamment lorsqu'il existe des signaux de perturbation ainsi même que pour 40 les systèmes dont les caractéristiques varient. Le signal de BAÛ ORIGINAL 70 37S80 19 2064436 perturbation extérieur ou le signal expérimental doivent prédominer sur le "bruit engendré par le système ; sinon, il faut que le signal dâplaçable d soit appliqué à la boucle d'adaptation,. Mais il faut noter d'autre part que le système ne se comporte pas 5 différemment vis-a-vis des oscillations propres et vis-à-vis du bruit auxquels il est éventuellement sujet, l'effet produit dans chacun de ces deux cas consistant en une diminution de la valeur des paramètres du régulateur,, 70 37500 20 2064436 MiïjmQtxvm 1• Dispositif de réglage adaptatif de système régulé , destiné à modifier les caractéristiques de transmission d'une ou plusieurs boucles de régulation associées audit système pour con-5 trôler la valeur d'une grandeur de sortie dudit système en fonction d'une grandeur d'entrée de celui-ci, ledit réglage adaptatif consistant en un ajustement automatique d'un ou plusieurs paramètres de la caractéristique de transmission de ladite boucle de régulation en fonction de variations prévisibles ou non des 10 caractéristiques statiques ou du comportement en régime transitoire dudit système régulé et/ou en fonction de signaux de perturbation éventuellement aléatoires, agissant sur ledit système, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, une boucle de régulation principale comprenant au moins trois additionneurs, un 15 système régulé, au moins un intégrateur, au moins un différentiateur et au moins trois multiplicateurs, et d'autre part, trois boucles d'adaptation comprenant au moins trois multiplicateurs, au moins trois additionneurs, au moins trois intégrateurs et au moins un filtre de séparation de composante continue. 20 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première entrée d'un premier additionneur constitue également l'entrée servant à l'arrivée d'un signal de perturbation au système régulé, la sortie dudit premier additionneur étant reliée d'une part à l'entrée du système régulé et d'autre part à l'en-25 trée de trois boucles d'adaptation au moins, la sortie du système régulé étant reliée d'une part à la sortie du dispositif et d'autre part à la première entrée d'un deuxième additionneur dont la seconde entrée reçoit le signal de référence et dont la sortie est reliée aux entrées reliées en parallèle de l'organe propor-30 tionnel, de l'intégrateur de la boucle de régulation principale èt du différentiateur, la sortie de l'organe proportionnel étant reliée à la première entrée d'un premier multiplicateur inséré dans la boucle de régulation principale, la sortie dudit premier multiplicateur étant reliée à la première entrée d'un troisième 35 additionneur, la sortie de l'intégrateur de la boucle de régulation principale étant reliée à la première entrée d'un second multiplicateur inséré dans la boucle de régulation principale, la sortie dudit second multiplicateur étant reliée à la deuxième entrée dudit troisième additionneur, la sortie du différentiateur 70 37580 21 2064436 étant reliée à la première entrée d'un troisième multiplicateur inséré dans la boucle de régulation principale, la sortie dudit troisième multiplicateur étant reliée à uhe troisième entrée dudit troisième additionneur, la sortie de ce dernier étant reliée à la 5 deuxième entrée dudit premier additionneur. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'entrée des boucles d'adaptation du dispositif est constituée par les trois premières entrées reliées entre elles d'un premier, d'un second et d'un troisième multiplicateurs respective-10 ment insérés dans les première, seconde et troisième boucles d'adaptation, les secondes entrées desdits premier et troisième multiplicateurs mentionnés en dernier lieu étant respectivement reliées, directement ou par l'intermédiaire d'un filtre respectif de séparation de composante continue, à la sortie de l'organe propor-15 tionnel et à la sortie du différentiateur, la seconde entrée du second multiplicateur mentionné en dernier lieu étant reliée par l' intermédiaire d'un filtre de séparation de composante continue à la sortie de l'intégrateur de la boucle de régulation principale, les sorties respectives desdits premier, second et troisième multi-20 plicateurs mentionnés en dernier lieu étant respectivement reliées à la deuxième entrée d'un premier, d'un second et d'un troisième additionneurs disposés respectivement dans les première, seconde et troisième boucles d'adaptation, les sorties respectives desdits premier, second et troisième additionneurs mentionnés en dernier 25 lieu étant respectivement reliées, respectivement par l'intermédiaire d'un premier, d'un second et d'un troisième intégrateurs d'adaptation aux secondes entrées respectives desdits premier, second et troisième multiplicateurs de la boucle de régulation principale les premières entrées desdits premier, second et troisième addi-30 tionneurs mentionnés en dernier lieu étant reliées à une ou plu-sieur sources de signal constant. 4. Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'organe proportionnel est un quadripôle commun à caractéristique linéaire ou non-linéaire éventuellement discon- 35 tinue. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intégrateur de la boucle de régulation principale est agencé de manière à effectuer une intégration d'ordre égal ou supérieur à un ou de manière à effectuer une combinaison 70 37580 22 2064436 3'intégration d'ordre différent, en opérant de façon continue ou discrète sur une fonction linéaire ou non de son signal d'entrée. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le différentiateur est agencé de manière à effectuer une différentiation d'ordre égal ou supérieur à un, ou de manière à effectuer une combinaison de différentiations d'ordre différent, ledit différentiateur opérant de façon continue ou discrète.