SIC^2 : Logiciel de Simulation Intégrée des Canaux et de leur Contrôle
La méthode ATVPID
La méthode ATVPID consiste à enchaîner la méthode ATV, puis d’appliquer le PID ainsi calé puis de passer à l’ouvrage suivant et de faire la même chose ainsi de suite sur tous les ouvrages choisis pour cette méthode ATVPID (si on a donc plusieurs U).
Pour bien comprendre cette méthode il est donc conseillé de lire la documentation de la méthode ATV, ainsi que du PID. Un article détaille ces procédures : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00450874/document.
Pour la méthode ATVPID on lit 8 paramètres au format (7(F8.2,1X),F8.2) :
* Paramètres spécifiques
* R METH CYCLE UouZ CHOIX AntiWup MG MP
PS= 0.20 8.00 3.00 1.00 2.00 1.00 10.00 61.00 - $R$ est la valeur du relais (par défaut il est le même pour tous les U s’il y en a plusieurs, mais il peut être différentié pour chaque U grâce au fichier ATVPID.TXT, cf ci-dessous). Il est positif pour les cas classiques de contre réaction (régulation par l’aval) et négatif pour le cas inverse (régulation par l’amont).
- METH est la méthode utilisée pour calculer les coefficients P, PI et PID lors du calcul ATV :
- 1 = Astrom p. 137 Table 4.2
- 2 = Astrom p.141-142 (r=0.5, Phi = 20°)
- 3 = Astrom p.141-142 (r=0.41, Phi = 61°)
- 4 = Astrom p.141-142 (r=0.29, Phi = 46°)
- 5 = Flaus p. 72 Table 2.7
- 6 = Flaus p. 72 Table 2.8 léger dépassement
- 7 = Flaus p. 72 Table 2.8 sans dépassement
- 8 = Cemagref à partir des marges
- CYCLE est le nombre de cycles souhaités (ou validation manuelle si = 0)
- UouZ est le choix permettant (si =1) d’utiliser la mesure Z plutôt que U pour calculer Ku (utile en cas de saturations ou précision limitée des actionneurs et que vous utilisez des données réelles à l’aide de la liaison SCADA). Dans ce cas, vous définissez le Z correspondant comme la mesure de l’ouverture de la vanne, et de cette façon vous obtiendrez l’ouverture réelle de la vanne appliquée à la place de la théorique théorique.
- CHOIX correspond au choix fait pour enclencher le contrôleur P (CHOIX=1), PI (CHOIX=2) ou PID (CHOIX=3) lorsque ATV a trouvé les coefficients adéquats.
- AntiWup est l’option Antiwindup comme décrite pour le PID (cf. routine CPID).
- MG est la Marge de Gain souhaitée (pour l’option 8)
- MP est la Marge de Phase souhaitée (pour l’option 8)
Comme on peut le comprendre à la lecture, ci-dessus, des paramètres à fournir, le relais $R$ est, par défaut, le même pour toutes les variables de contrôle U. Cela est restrictif car il y a de nombreux cas où l’on souhaite avoir des valeurs différentes, par exemple pour caler automatiquement en cascade des contrôleurs en débit par-ci et en ouverture par-là, ou des contrôleurs par l’amont à certains ouvrages et par l’aval à d’autres. Depuis la version 4.29g cela est possible en créant un fichier ATVPID.TXT dans le sous répertoire des données en cours. Ce fichier doit a priori contenir autant de lignes que de variables U, chaque ligne indiquant la valeur souhaitée du relai de la variable U. Ces lignes correspondent aux U dans le même ordre qu’indiqué dans les variables de contrôle. Si des lignes sont manquantes ou ne correspondent pas à une valeur réelle, alors la valeur par défaut provenant du paramètre $R$ ci-dessus sera utilisée.
Ce fichier permet également d’ajouter éventuellement des temporisations, c’est à dire un temps (en seconde) à attendre avant le déclenchement d’ATV sur le U suivant (tout cela bien entendu dans le cas où il y a plusieurs U).
Exemple de fichier ATVPID.TXT :
*
*
*
*
0.5
3600.
3600.
3600.
3600.
3600.Les valeurs du relais pour U(1) à U(4) seront celles provenant des paramètres ci-dessus $R=0.2$ car la ligne contient un caractère "*" qui n’est donc pas une valeur réelle acceptable. Le relais de la cinquième variable U(5) sera 0.5.
Des temporisation de 3600s = 1h sont ajoutés, c’est à dire que le module ATVPID attendra 1h avant de lancer ATV sur la variable U suivante.
Lors de l’exécution du calcul en régime transitoire avec ce module, les résultats des cycles obtenus et des coefficients correspondants des PID sont affichés à l’écran dans la fenêtre de message habituelle (cf ci-dessous), et également sur un fichier ATVPIDCOEF.TXT. L’exemple fournit avec SIC (ex2) donne par exemple :
| 1.70 | 3598.78 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2400.00 | 4.59 | 1200.00 | 19.78 |
| 2.42 | 3598.78 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2400.00 | 6.54 | 1200.00 | 31.30 |
| 3.85 | 3598.78 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2400.00 | 10.41 | 1200.00 | 35.26 |
| 3.01 | 3598.78 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2400.00 | 8.13 | 1200.00 | 29.83 |
| 6.99 | 4498.48 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 3000.00 | 18.91 | 0.00 | 0.00 |
Les colonnes correspondent, respectivement à : $K_p$, $T_i$, $T_d$, $N$ (filtre), Antiwindup (0 si pas actif ou 1 si actif), $T_u$, $K_u$, $\widetilde{T_u}$ $\widetilde{K_u}$ (pour les reports aval-amont, cf références bibliographiques ci-dessous pour les détails des équations)
