%% Exercice 12 - Régulateur P + Smith + Feed-Forward + Saturation
clear; clc; close all;

%% 1. Paramètres de simulation
Ts = 0.001;             % Période d'échantillonnage Ts = 1 ms[cite: 38]
Kp = 10;                % Gain du régulateur P[cite: 37]
N = 100;                % Durée de simulation (100 ms)

% Consigne W(k) : échelon de 1V à t = 5ms
w = [zeros(1, 5), ones(1, N - 5)];

%% 2. Initialisation des variables
y = zeros(1, N);
u = zeros(1, N);
Up = zeros(1, N);
UFF = zeros(1, N);
Ups = zeros(1, N);

% Variables de mémoire
Wold = 0;
Upsold1 = 0;
Upold1 = 0; Upold2 = 0; Upold3 = 0;

%% 3. Boucle temps réel
for k = 5:N-1
    % Lecture de la mesure
    y_k = y(k);

    % 1. Action Feed-Forward
    UFF(k) = (w(k) - 0.9048 * Wold) / 0.4758;
    Wold = w(k);

    % 2. Signal du prédicteur de Smith
    Ups(k) = 0.9048 * Upsold1 + 0.4758 * Upold1 - 0.4758 * Upold3;

    % 3. Action Proportionnelle (avec retouches sur l'erreur)
    e = Wold - y_k - Ups(k);
    Up_val = Kp * e;
    Up(k) = Up_val;

    % 4. Somme et saturation (+/- 10V)
    u_total = Up_val + UFF(k);
    if u_total > 10.0,  u_total = 10.0;  end
    if u_total < -10.0, u_total = -10.0; end
    u(k) = u_total;

    % 5. Équation du procédé réel : F(z) = 0.4758/(z - 0.9048) * z^-2[cite: 38]
    y(k+1) = 0.9048 * y(k) + 0.4758 * u(k-2);

    % 6. Mise à jour des mémoires
    Upsold1 = Ups(k);
    Upold3  = Upold2;
    Upold2  = Upold1;
    Upold1  = Up_val;
end

%% 4. Tracé des courbes
t_ms = (0:N-1) * Ts * 1000;

figure('Name', 'Exercice 12 - Simulation');
subplot(2,1,1);
plot(t_ms, y, 'b-', 'LineWidth', 1.5); hold on;
plot(t_ms, w, 'k--', 'LineWidth', 1.2);
grid on;
title('Réponse temporelle y(t) du système réglé');
xlabel('Temps [ms]'); ylabel('Sortie y(t) [V]');
legend('Sortie réelle y', 'Consigne W');

subplot(2,1,2);
plot(t_ms, u, 'r-', 'LineWidth', 1.5); hold on;
plot(t_ms, UFF, 'g--', 'LineWidth', 1.2);
grid on;
title('Signal de commande saturé u(t)');
xlabel('Temps [ms]'); ylabel('Commande [V]');
legend('Commande globale u(t)', 'Action Feed-Forward UFF');