Algorithme Du Régulateur Prédictif - Siemens Simatic Pcs 7 Advanced Process Library V9.0 Sp2 Conception Et Fonctionnement

Blocs de régulation
5.6 ModPreCon - Régulateur prédictif à modèle intégré
Exemple d'application pour le calcul du signal d'écart avec zone morte
Tant que la pression dans un réacteur se trouve dans les limites imposées pour des raisons
de sécurité, le régulateur multivariable ne se charge que de la qualité du produit. Mais, dès
que la pression menace de quitter la plage admissible (c'est-à-dire que sa prédiction tend vers
une valeur future inadmissible), la régulation de pression entre en action. Grâce à la
pondération des grandeurs réglées dans le critère de qualité (voir Configurateur MPC), il est
possible d'attribuer un poids particulièrement élevé aux dépassements prédits des limites de
pression.
Algorithme du régulateur prédictif
Le bloc ModPreCon a été dérivé de l'algorithme bien connu DMC (Dynamic Matrix Control) .
Les variations futures de la valeur réglante dans l'horizon de commande sont calculées d'après
la formule :
r
∆ u
sachant que :
● w contient les séries temporelles des futures consignes
● f contient l'évolution libre prédite des grandeurs réglées dans le futur (avec une valeur
réglante constante)
● C est la matrice de régulateur constante, calculée par le Configurateur MPC. C englobe
aussi bien le modèle du processus que la pondération des variations de valeur réglante et
des grandeurs réglées issues du critère de qualité de l'optimisation.
Selon le principe de l'horizon glissant, seule la première valeur est dissociée du vecteur des
variations optimales de valeur réglante sur tout l'horizon de commande, et elle est appliquée
au processus. A l'étape suivante, le calcul est de nouveau réalisé sur la totalité de l'horizon
de prédiction en tenant compte des nouvelles mesures venues du processus.
Avec le régulateur prédictif, les variations de valeur réglante reposent sur les écarts de
régulation prédits pour l'avenir, alors qu'avec un régulateur PID, elles reposent sur des erreurs
de régulation passées (éventuellement intégrées). De manière concrète, ceci peut être
interprété comme un mode de conduite "anticipatrice".
Anti-Windup
Les mesures anti-saturation sont prises automatiquement dans le régulateur quand les
limitations de valeur réglante sont actives. Les équations de prédiction font intervenir les
valeurs réglantes réellement limitées à la place des valeurs théoriques calculées.
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r
r
= ⋅ C w ( − f )
Advanced Process Library (V9.0 SP2)
Description fonctionnelle, 08/2018, A5E39149109-AC