Tout ou rien

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En automatique, le concept TOR (Tout Ou Rien) se ramène au binaire : 1 ou 0. Cela signifie que l'information à traiter ne peut prendre que deux états (marche / arrêt). Seuls ces deux niveaux logiques sont possibles, d'où l'appellation commande tout ou rien (en anglais : bang–bang-control ou on–off-control).

On trouve par exemple des capteurs de type TOR (tout ou rien) dans l'industrie pour la détection de présence d'objets, ces capteurs ne renverront que deux niveaux logiques :

0 = absence d'objet
1 = présence d'objet

Un interrupteur électrique, un thermostat constituent des dispositifs tout ou rien.

Principe de fonctionnement de la commande TOR (Tout Ou Rien) [modifier | modifier le code]

Considérons un système possédant une entrée E , et une sortie S telles que :

E ne prend que deux valeurs possibles : 0 ou bien 1
E = 1 implique : S augmente
E = 0 implique : S diminue

Exemple 1 - Pièce chauffée en hiver par un radiateur[modifier | modifier le code]

E = 1 → le radiateur chauffe → la température S augmente
E = 0 → le radiateur est à l'arrêt → la température S diminue (à cause des fuites thermiques, la température ne peut jamais rester constante)

Cahier des charges : on désire que la grandeur S reste comprise entre deux valeurs Smin et Smax

Solution : constituons un régulateur TOR fonctionnant selon l'algorithme suivant :

Algorithme TOR (qui est exécuté périodiquement avec une période égale à P secondes) :

   SI (S <= Smin)
      E = 1;
   SINON
      SI (S >= Smax)
          E = 0;
      FIN_SI
   FIN_SI_SINON

On constate que pour Smin < S < Smax, la valeur de E est inchangée (E garde sa valeur précédente qui était soit 1, soit 0). S varie ainsi dans la plage [Smin, Smax].

Pour la température d'une pièce, on peut choisir

  • Smin = 19,2 degrés et Smax = 19,8 degrés quand la pièce est (ou va être) occupée , afin d'obtenir une température moyenne de 19,5 degrés (à 0,3 degrés près),
  • une consigne [Smin, Smax] plus proche de 10 °C quand la pièce n'est pas occupée d'ici à la prochaine heure.

La période P d’exécution de l'algorithme sera choisie en fonction de la dynamique du système à réguler (pour réguler la température d'une pièce ou d'un four, on peut choisir P > 10 secondes).

Exemple 2 - Hacheur à courant continu ( improprement dit transformateur à courant continu)[modifier | modifier le code]

On suppose :
U = tension d'alimentation constante (sur le schéma : c'est la tension entre les pôles - et + de la batterie)
t = temps
T = période du hacheur
f = fréquence du hacheur, donc f = 1/T
a = rapport cyclique du hacheur = nombre réel pouvant varier de 0 à 1
u(t) = UM = tension de sortie du hacheur (on verra qu'elle dépend du rapport cyclique a)

Hacheur série.PNG

L'interrupteur électronique K du hacheur est commandé ainsi (pour 0 < t < T) :

   SI (t <= a.T)
      K = 1; // interrupteur fermé, donc u(t) = U
   SINON
      K = 0; // interrupteur ouvert, donc u(t) = 0
   FIN_SI

Il est fréquent de choisir une période T < 0,001 seconde, donc une fréquence f > 1 000 Hertz, ce qui explique que l'interrupteur K ne soit pas mécanique, mais électronique (transistor ou thyristor).

On peut ainsi démontrer que, durant la période T, la valeur moyenne de u(t) vaut u_moyen = a.U.

En modifiant la valeur du rapport cyclique a, on peut faire varier la luminosité d'une lampe, la vitesse d'un moteur à courant continu, le fonctionnement d'un four à micro-ondes etc.

Au plan énergétique, ce genre de dispositif remplace avantageusement les rhéostats.

Variante Tout ou Peu[modifier | modifier le code]

Dans certains cas, comme en matière de ventilation, une commande 1 signifiera une sortie S, la commande 0 signifiant une sortie réduite, par exemple S/10.

Voir aussi[modifier | modifier le code]