Si nous pouvons modeler le comportement du processus industriel (mais sans le retard), nous avons un signal d'erreur qui correspond au processus industriel, mais sans le retard. Nous pouvons utiliser cette valeur pour corriger le système sans introduire d'erreur. La régulation dépend de la concordance du modèle A' avec le processus réel A: plus ils sont identiques, et meilleure sera la stabilité du système.

On pourrait en théorie éliminer la ligne de feed-back bleue et la remplacer par la prévision verte, mais en pratique on continue d'utiliser le feed-back bleu, mais avec un facteur d'intégration important (PIR). Le feed-back bleu corrige le modèle dans le temps. Cette régulation est décrite plus en détail au point suivant, la commande prédictive.

Non, ce n'est pas le module de commande de mon chauffage central...

La commande prédictive est utilisée partout

1. où il n'est pas possible d'obtenir des mesures en temps voulu (temps de propagation trop important),

2. où le procédé est très complexe et dépend de nombreux facteurs et où il y a un effet de saturation, d'hystérésis et/ou de bande morte (termes expliqués dans l'index de la régulation): utilisation dans la pétrochimie, les hauts fourneaux, ...

3. Dans certains cas la valeur à maîtriser est peu stable et on ne l'utilise tout simplement pas, on se base sur des paramètres à l'entrée du système. Le système n'a pas nécessairement un retard.

Le chauffage par le sol utilise aussi le principe de la régulation prédictive: le température de l'eau qui circule dans les tuyaux dépend uniquement de la température extérieure puisque les pertes moyennes (et donc l'apport de chaleur pour les compenser) dépendent de la température extérieure.

Un exemple de commande prédictive est donné sur la page consacrée au plancher chauffant. Ce système a une inertie thermique si importante qu'une régulation classique n'est pas possible.

Dans mon installation de chauffage, la sonde de température de l'eau n'est pas en mesure de suivre rapidement les changements de température (du fait de sa construction et de la construction de la chaudière). La sonde placée en haut du réservoir ne mesure pas correctement l'apport de chaleur (en bas du réservoir). La sonde détecte l'augmentation après plus d'une minute, alors que l'eau est déjà bien trop chaude.

La commande prédictive utilise des astuces qu'un système de régulation classique PID ne connait pas. Je sais que l'eau de la chaudière augmente d'un degré toutes les 5 secondes de fonctionnement (circulateur à l'arrêt). Mon modèle A' va donc augmenter artificiellement la température mesurée de l'eau quand le bruleur fonctionne. Nous tenons compte de la vitesse de rotation du circulateur (quand l'eau circule, elle chauffe moins rapidement).

Mon système module la puissance du circulateur (tout comme la température de l'eau) selon la demande en chaleur. Le modèle de prédiction tient compte de la puissance de fonctionnement du circulateur, mais pas de la température à l'entrée de la chaudière (cette mesure est trop en retard avec la température effective de l'eau).

La commande prédictive est également utilisée en électronique pure, par exemple les modems modernes analysent la qualité de la ligne téléphonique et déterminent la bande passante de la ligne et surtout l'atténuation des différentes bandes de fréquence. Le modulateur va corriger à l'avance le signal en amplifiant plus les bandes de fréquences qui sont plus fortement atténuées sur la ligne. Cela fonctionne bien mieux que d'avoir à amplifier par après les bandes qui ont été réduites: le rapport signal/bruit est bien meilleur. C'est ainsi qu'on peut transmettre un programme de télévision en haute définition par un canal qui à l'origine était destiné uniquement à transférer la parole.

Une autre application c'est la réduction du ronflement 100Hz causée par l'ondulation résiduelle du courant redressé. On ajoute une partie de l'ondulation (en antiphase) à l'entrée de l'amplificateur, qui va ainsi amplifier le signal audio normal, mais également l'ondulation négative. Le résultat est un signal en sortie où le ronflement est fortement atténué. Comment cela est réalisé est décrit sur la page de la contre réaction et compensation prédictive dans les amplificateurs.

J'utilise une commande prédictive (feed forward) pour stabiliser le fonctionnement d'un ampli à lampes (raison 3 pour utiliser une commande prédictive)