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L'auto-régulation

Depuis la release 3.8, vous avez la possibilité d'activer la fonction d'auto-régulation. Cette fonction autorise VersatileThermostat à adapter la consigne de température donnée au climate sous-jacent afin que la température de la pièce atteigne réellement la consigne. Pour faire ça, le VersatileThermostat calcule un décalage basé sur les informations suivantes :

1. la différence actuelle entre la température réelle et la température de consigne, appelé erreur brute,
2. l'accumulation des erreurs passées,
3. la différence entre la température extérieure et la consigne

Ces trois informations sont combinées pour calculer le décalage qui sera ajouté à la consigne courante et envoyé au climate sous-jacent.

La fonction d'auto-régulation se paramètre avec :

1. une dégré de régulation :
   1. Légère - pour des faibles besoin en auto-régulation. Dans ce mode, le décalage maximal sera de 1,5°,
   2. Medium - pour une auto-régulation moyenne. Un décalage maximal de 2° est possible dans ce mode,
   3. Forte - pour un fort besoin d'auto-régulation. Le décalage maximal est de 3° dans ce mode et l'auto-régulation réagira fortement aux changements de température.
2. Un seuil d'auto-régulation : valeur en dessous de laquelle une nouvelle régulation ne sera pas appliquée. Imaginons qu'à un instant t, le décalage soit de 2°. Si au prochain calcul, le décalage est de 2.4°, il sera pas appliqué. Il ne sera appliqué que la différence entre 2 décalages sera au moins égal à ce seuil,
3. Période minimal entre 2 auto-régulation : ce nombre, exprimé en minute, indique la durée entre 2 changements de régulation.

Ces trois paramètres permettent de moduler la régulation et éviter de multiplier les envois de régulation. Certains équipements comme les TRV, les chaudières n'aiment pas qu'on change la consigne de température trop souvent.

Conseil de mise en place

1. Ne démarrez pas tout de suite l'auto-régulation. Regardez comment se passe la régulation naturelle de votre équipement. Si vous constatez que la température de consigne n'est pas atteinte ou qu'elle met trop de temps à être atteinte, démarrez la régulation,
2. D'abord commencez par une légère auto-régulation et gardez les deux paramètres avec leur valeurs par défaut. Attendez quelques jours et vérifiez si la situation s'est améliorée,
3. Si ce n'est pas suffisant, passez en auto-régulation Medium, attendez une stabilisation,
4. Si ce n'est toujours pas suffisant, passez en auto-régulation Forte,
5. Si ce n'est toujours pas bon, il faudra passer en mode expert pour pouvoir régler les paramètres de régulation de façon fine. Voir en-dessous

L'auto-régulation consiste à forcer l'équipement a aller plus loin en lui forçant sa température de consigne régulièrement. Sa consommation peut donc être augmentée, ainsi que son usure.

L'auto-régulation en mode Expert

En mode Expert pouvez régler finement les paramètres de l'auto-régulation pour atteindre vos objeetifs et optimiser au mieux. L'algorithme calcule l'écart entre la consigne et la température réelle de la pièce. Cet écard est appelé erreur. Les paramètres réglables sont les suivants :

1. kp : le facteur appliqué à l'erreur brute,
2. ki : le facteur appliqué à l'accumulation des erreurs,
3. k_ext : le facteur appliqué à la différence entre la température intérieure et la température externe,
4. offset_max : le maximum de correction (offset) que la régulation peut appliquer,
5. stabilization_threshold : un seuil de stabilisation qui lorsqu'il est atteint par l'erreur remet à 0, l'accumulation des erreurs,
6. accumulated_error_threshold : le maximum pour l'accumulation d'erreur.

Pour le tuning il faut tenir compte de ces observations :

1. kp * erreur va donner l'offset lié à l'erreur brute. Cet offset est directement proportionnel à l'erreur et sera à 0 lorsque la target sera atteinte,
2. l'accumulation de l'erreur permet de corriger le stabilisation de la courbe alors qu'il reste une erreur. L'erreur s'accumule et l'offset augmente donc progressivement ce qui devrait finir par stabiliser sur la température cible. Pour que ce paramètre fondamental est un effet il faut qu'il soit pas trop petit. Une valeur moyenne est 30
3. ki * accumulated_error_threshold va donner l'offset maximal lié à l'accumulation de l'erreur,
4. k_ext permet d'appliquer tout de suite (sans attendre une accumulation des erreurs) une correction lorsque la température extérieure est très différente de la température cible. Si la stabilisation se fait trop haut lorsqu'il les écarts de température sont importants, c'est que ce paramètre est trop fort. Il devrait pouvoir être annulé totalement pour laisser faire les 2 premiers offset

Les valeurs préprogrammées sont les suivantes :

Slow régulation :

kp: 0.2  # 20% of the current internal regulation offset are caused by the current difference of target temperature and room temperature
ki: 0.8 / 288.0  # 80% of the current internal regulation offset are caused by the average offset of the past 24 hours
k_ext: 1.0 / 25.0  # this will add 1°C to the offset when it's 25°C colder outdoor than indoor
offset_max: 2.0  # limit to a final offset of -2°C to +2°C
stabilization_threshold: 0.0  # this needs to be disabled as otherwise the long term accumulated error will always be reset when the temp briefly crosses from/to below/above the target
accumulated_error_threshold: 2.0 * 288  # this allows up to 2°C long term offset in both directions

Light régulation :

kp: 0.2
ki: 0.05
k_ext: 0.05
offset_max: 1.5
stabilization_threshold: 0.1
accumulated_error_threshold: 10

Medium régulation :

kp: 0.3
ki: 0.05
k_ext: 0.1
offset_max: 2
stabilization_threshold: 0.1
accumulated_error_threshold: 20

Strong régulation :

"""Strong parameters for regulation
A set of parameters which doesn't take into account the external temp
and concentrate to internal temp error + accumulated error.
This should work for cold external conditions which else generates
high external_offset"""

kp: 0.4
ki: 0.08
k_ext: 0.0
offset_max: 5
stabilization_threshold: 0.1
accumulated_error_threshold: 50

Pour utiliser le mode Expert il vous faut déclarer les valeurs que vous souhaitez utiliser pour chacun de ces paramètres dans votre configuration.yaml sous la forme suivante :

versatile_thermostat:
    auto_regulation_expert:
        kp: 0.4
        ki: 0.08
        k_ext: 0.0
        offset_max: 5
        stabilization_threshold: 0.1
        accumulated_error_threshold: 50

et bien sur, configurer le mode auto-régulation du VTherm en mode Expert. Tous les VTherm en mode Expert utiliseront ces mêmes paramètres.

Pour que les modifications soient prises en compte, il faut soit relancer totalement Home Assistant soit juste l'intégration Versatile Thermostat (Outils de dev / Yaml / rechargement de la configuration / Versatile Thermostat).

Synthèse de l'algorithme d'auto-régulation

L'algorithme d'auto-régulation peut être synthétisé comme suit:

1. initialiser la température cible comme la consigne du VTherm,
2. Si l'auto-régulation est activée,
   1. calcule de la température régulée (valable pour un VTherm),
   2. prendre cette température comme cible,
3. Pour chaque sous-jacent du VTherm,
   1. Si "utiliser la température interne" est cochée,
      1. calcule de l'écart (trv internal temp - room temp),
   2. ajout de l'écart à la température cible,
   3. envoie de la température cible ( = temp regulee + (temp interne - temp pièce)) au sous-jacent