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.

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 etre différentié pour chaque U grace 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 déclanchement 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)