Asservissement

• Présenter des prototypes de solution et d’application techniques, en en faisant apparaitre les avantages et inconvénients ;

• Mener une discussion et argumenter en utilisant les termes techniques adéquats ;

• Comprendre les notices techniques rédigées en anglais propres aux appareils rencontrés en milieu industriel ;

• Analyser une situation donnée sous ses aspects techniques et scientifiques, puis proposer des solutions qui tiennent compte des contraintes ;

• Concevoir et mettre en œuvre une boucle de régulation en calculantet en adaptant les paramètres du régulateur aux besoins du processus concerné ;

Acquis communs:

Au terme de cette unité d’enseignement, l'étudiant sera capable de :

- Modéliser un processus suivant le modèle de connaissance ou l'identifier de manière empirique suivant des méthodes connues dans l'industrie.

- Déterminer les paramètres du correcteur qui permettent de satisfaire les exigences de régulation grâce à l'identification ou la modélisation préalable du processus.

Asservissement:

Cette unité de formation vise à construire les compétences de base nécessaires à l'étude de l'asservissement/régulation des systèmes linéaires. Cette étude sera orientée sur les systèmes continus.

On insistera sur les capacités à interpréter physiquement les phénomènes étudiés.

Sur la base des lois physiques des processus (électrique, mécanique, électromécanique, thermique et hydraulique) synthétisées sous forme d'aide-mémoire, l'étudiant sera capable de modéliser un système (ordre limité à 3).

A partir de l'équation différentielle qui modélise un processus ou à partir des impédances complexes et en utilisant la transformée de Laplace , l'étudiant sera capable d'exprimer la fonction de transfert de ce processus.

A partir de l'équation différentielle modélisant un processus, ou à partir de la fonction de transfert de ce processus, l'étudiant sera capable de :

- Identifier l'ordre du système ;

- Cerner les paramètres essentiels utilisés pour l'asservissement ou la régulation ;

- Tracer le diagramme de Bode de la fonction de transfert et calculer ses caractéristiques essentielles ;

- Exprimer mathématiquement et tracer la réponse indicielle du système ;

- Utiliser le théorème de la valeur initiale et le théorème de la valeur finale pour différentes sollicitations (échelon, rampe, ...) ;

- Sélectionner le type de correcteur adéquat et exprimer sa fonction de transfert en fonction des exigences de régulation ou d'asservissement donnés, le régulateur sera principalement analogique ;

- Calculer les gains du régulateur à partir d'un cahier des charges et de la fonction de transfert du système étudié.

A partir de la fonction de transfert d'un système et de la fonction de transfert de son correcteur, l'étudiant sera capable de justifier la stabilité ou l'instabilité du processus en boucle fermée en appliquant la méthode appropriée (critère de Routh, critère de Nyquist, marge de gain et marge de phase)

Laboratoire de régulation:

Cette unité de formation vise à construire les compétences de base nécessaires à la régulation des systèmes linéaires (ou linéarisés, ou linéaires par morceaux). Cette étude sera orientée sur les systèmes continus. Ce laboratoire est le complément indispensable au cours théorique sur les asservissements linéaires de deuxième année et est également la mise en pratique des notions de régulations abordées en première année.

Au terme de ce laboratoire, l'étudiant sera capable de :

- Utiliser le logiciel de développement, de modélisation et de simulation Scilab ainsi que le logiciel itools;

- Tracer des réponses indicielles en boucle ouverte ou en boucle fermée en utilisant le logiciel Scilab et dans le logiciel Itools;

- Déterminer des réponses statiques et dynamiques de systèmes en boucle ouverte et fermée. Etudier les réponses temporelle pour en déterminer les temps de réponses, les dépassements, les erreurs statiques et la stabilité de ces système.

- Identifier un système d'ordre 1 ou 2 sur la base de sa réponse indicielle en utilisant les méthodes graphiques et mathématiques ;

- Identifier un système d'ordre supérieur à 2 sur la base de sa réponse indicielle en utilisant entre autre le modèle de Broïda et le modèle de Strejc/Strejc-Davoust ;

- Réaliser une régulation P, PI et PID, appliquer les paramètres imposés, rechercher les paramètres optimaux en utilisant entre autre la méthode de Ziegler et Nichols et interpréter les résultats sur la base des critères utilisés en régulation (vitesse, précision, dépassement, stabilité) ;

- Rédiger un rapport en respectant les consignes imposées : Choix judicieux des tracés accompagnés de méthodes graphiques et mathématiques, présentation agréable (forme), respect des délais (La date de restitution du rapport sera stipulé par le professeur lors des premières séances) et une interprétation des résultats montrant la maîtrise du sujet.

Mathématiques appliquées:

Au terme de l'activité d'apprentissage, l'étudiant sera capable

- d'interpréter correctement la notion de dérivée et de la liée avec les pratiques discrètes en automatisation

- d'interpréter les notions d'intégrale et de primitive et de lier les deux

- d'énoncer et de reconstruire le théorème fondamental de l'analyse

- de lier une équation différentielle avec ses solutions homogène et particulière

- d'effectuer des développements en séries de Taylor-Mac Laurin et en séries de Taylor

- d'expliquer d'interpréter et d'effectuer des calculs simples de séries de Fourier, de transformées de Fourier et de transformées de Laplace

- de manipuler les outils de base pour l'analyse des systèmes linéaires continus

- d'analyser un système linéaire continu et formaliser cette analyse

- d'interpréter des résultats statistiques obtenus sur des grands fichiers de données

Description des activités d’apprentissage de cette UE

Document annexe à la fiche UE accessible via un lien explicitant en quoi le programme d’études s’inscrit dans une politique de développement durable. Une ou plusieurs UE spécifique(s) pourraient être ciblée(s) dans cette annexe.