Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

École de technologie supérieure Département de génie mécanique Responsable(s) d

École de technologie supérieure Département de génie mécanique Responsable(s) de cours : Christian Belleau Antoine Tahan PLAN DE COURS Hiver 2014 MEC645 : Automatique et mécatronique (4 crédits) Préalables Pour tous les étudiants MEC222 et MEC545 Unités d'agrément Total d'unités d'agrément : 64,8 Qualités de l'ingénieur Qualité visée dans ce cours Qualité visée dans un autre cours Compétence enseignée Compétence évaluée Compétence enseignée et évaluée Q1 C3 Q2 C1 C2 C3 C4 Q3 C2 C3 Q4 C4 Q5 C1 C2 C3 Q6 C2 C3 Q7 C1 Q8 C1 Q9 Q10 Q11 Q12 Qn Qn Page 1 de 6 Descriptif du cours Élaborer des modèles mathématiques de systèmes physiques sous forme d’équations et de schémasblocs. Déterminer sur ordinateur leur comportement dynamique sous différentes excitations. Acquérir des connaissances de base en commande automatique; techniques d’analyse d’un système de commande (capteurs, lois de commande, procédés, actionneurs). Analyser et concevoir des systèmes mécatroniques. Concept de systèmes et de composantes. Formulation des modèles mathématiques de systèmes physiques, transformée de Laplace, schémabloc, fonctions de transfert. Réponse des systèmes du premier et du deuxième ordres. Analyse dans les domaines temporels et fréquentiels. Application aux systèmes mécaniques, électriques, hydrauliques et thermiques. Terminologie et concepts de base de la commande automatique : régulateur, suiveur, systèmes en boucle ouverte et en boucle fermée, servomécanismes, procédés industriels, commande analogique et numérique. Lois de commande classiques : action proportionnelle, intégrale et dérivée, correcteurs par avance et par retard de phase. Caractéristiques des capteurs et des actionneurs. Commande d’un processus du premier et du deuxième ordres. Conception et réglage des systèmes de commande. Critères de performance, analyse de stabilité. Réalisation de systèmes de commande. Séances de laboratoire portant sur la simulation et la commande de divers systèmes physiques. Précision sur un préalable : le cours MEC545 Circuits électriques et électrotechnique est préalable OU concomittant. Objectifs du cours Appliquer différentes techniques de modélisation et de simulation de façon à définir et à analyser les performances et la stabilité d'un système dynamique; Appliquer les principes de base de l'automatique de façon à concevoir des systèmes de commande continue PID; Être en mesure de sélectionner et d'intégrer les composantes d'un système de commande (capteurs, contrôleurs et actuateurs) de façon à pouvoir contrôler efficacement un procédé industriel. Stratégies pédagogiques Exposés magistraux complétés par la résolution d'exercices et d’exemples d’applications; Travaux dirigés visant à parfaire les habiletés de l'étudiant en résolution de problèmes; Quatre laboratoires visant à mettre en œuvre les notions théoriques et les techniques d'analyse exposées en classe; Un devoir visant à résoudre une problématique complexe au moyen de méthodes mettant en jeu la réalisation d’expériences, l’analyse et l’interprétation des données et la synthèse de l’information afin de formuler des conclusions valides. Un projet pour développer un esprit de synthèse dans le but d’effectuer la conception et le dimensionnement d’un système mécatronique. Utilisation d’appareils électroniques Calculatrice TI / Ordinateur pour les TD et laboratoires Coordonnées de l’enseignant Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité 01 Étienne Lacroix Activité de cours cc etienne.lacroix@etsmtl.ca 02 Étienne Lacroix Activité de cours cc etienne.lacroix@etsmtl.ca 03 Étienne Lacroix Activité de cours cc etienne.lacroix@etsmtl.ca Page 2 de 6 Cours Cours no. Contenus traités dans le cours Heures 1 Introduction Modélisation mathématique de systèmes mécaniques en translation 3 2 Fonction de transfert dans le domaine de Laplace Construction et simplification de schémasblocs Modélisation mathématique de systèmes mécaniques en rotation 3 3 Modélisation mathématique de systèmes mécaniques en rotation (suite) Modélisation mathématique des systèmes électriques 3 4 Modélisation mathématique des systèmes électriques (suite) Modélisation mathématique des systèmes fluidiques Modélisation mathématique des systèmes thermiques Simplification d’un système complexe vers un système 1er ou 2ème ordre 3 5 Réponse temporelle des systèmes (1er et 2ème ordre, critères de performance) 3 6 Réponse fréquentielle des systèmes 3 7 Dimensionnement et critère de sélection des actionneurs (1ère partie) 3 8 Dimensionnement et critère de sélection des actionneurs (2e partie) Introduction à la commande PID et au contrôleur proportionnel 3 9 Contrôleur à action proportionnelle, intégrale et dérivée 3 10 Contrôleur à action proportionnelle, intégrale et dérivée (suite) Notion de lieu des racines 3 11 Notion de lieu des racines (suite) Approximation des systèmes par fonctions de transfert simplifiées Notion de stabilité 3 12 Dimensionnement et critères de sélection des capteurs 3 13 Dimensionnement et critères de sélection des capteurs (suite) 3 Page 3 de 6 Laboratoires et travaux pratiques Travaux dirigés (TD) Cours no. Description Heures 1 Exercices sur la modélisation et simulation de systèmes (Partie 1) 3 2 Exercices sur la modélisation et simulation de systèmes (Partie 2) 3 3 Exercices sur les fonctions de transfert et schémasblocs 3 4 Exercices sur les réponses temporelles et fréquentielle (critère de performance) 3 5 Examen intra 3 6 Exercices sur les actionneurs / capteurs 3 7 Exercices sur les contrôleurs (Partie 1) 3 8 Exercices sur les contrôleurs (Partie 2) 3 Laboratoires Cours no. Description Heures 1 Utilisation de Matlab® et Simulink® pour résoudre des systèmes dynamiques. 3 2 Simulation d’un moteur à courant continu (Simulink®) 3 3 Simulation orientée objet (SimMechanics®) 3 4 Réponse expérimentale d’un moteur à courant continu en boucle ouverte et fermée. 3 Utilisation d'outils d'ingérierie Outils de modélisation et de simulation numérique des systèmes dynamiques complexes (linéaires). Laboratoires de modélisation d’un moteur à courant continu à l’aide de Simulink (équation temporelle et en Laplace) et de SimMechanics (modèle orientée objet). Évaluation Activité Description % Labo 2 Laboratoire 2 : Simulation d’un moteur à courant continu 5% Labo 3 Laboratoire 3 : Simulation orientée objet (SimMechanics®) 3% Labo 4 Laboratoire 4 : Réponse expérimentale d’un moteur à courant continu en boucle ouverte et fermée. 7% Dev Devoir 5% Intra 35 % Projet Conception de dimensionnement d’un système mécatronique 10% Final 35 % Politique de retard des travaux À moins d’un avis contraire, toute remise en retard d’un travail sera pénalisée de 10 % par jour, jusqu’à concurrence de 5 jours. Audelà de 5 jours, tout travail sera refusé. Page 4 de 6 Absence à un examen • Pour les départements à l'exception du SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0). • Pour SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0). Plagiat et fraude • Règlement des études de 1er cycle : Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiantsactuels/Baccalaureat/Guichetinteractif/Citerpasplagier • Règlement des études de cycles supérieurs : Les clauses du « Chapitre 8 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de cycles supérieurs » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiantsactuels/Cyclessup/Realisationetudes/Citerpasplagier Documentation obligatoire MEC645 – RECUEIL D’ACÉTATES, 2013 Ouvrages de références Nise N.S., Control Systems Engineering, John Wiley & Sons, 6e édition, 2010. Ellis G., Control System Design Guide, Elsevier Academic Press, 4e edition, 2012. Alciatore D.G. et M.B. Histand, Introduction to Mechatronics and Measurement Systems, McGrawHill, 4e édition, 2011. Bishop R.H., The Mechatronics Handbook, CRC Press, 2002 (disponible en version électronique au http://www.engnetbase.com/ejournals/books/book_summary/summary.asp?id=774). Bolton W., Mechatronics : Electronic Control Systems in…, Prentice Hall, 5e édition, 2011. Boukas E.K., Systèmes asservis, éditions de l'École Polytechnique, 1995. Bsata A., Instrumentation et automation dans le contrôle des procédés, Le Griffon d’argile, 2e édition, 1994. Cetinkunt S., Mechatronics, John Wiley & Sons, 2006. Gopal M., Control Systems Principles and Design, McGrawHill,2e édition, 2006. Kuo B.C., Automatic Control Systems, John Wiley & Sons, 9e édition, 2009. Necsulescu D., Mechatronics, Prentice Hall, 2001. Ogata K., Modern Control Engineering, Prentice Hall, 5e édition, 2009. Ostertag É., Systèmes et asservissements continues, Ellipses, 2004. Page 5 de 6 Adresse internet du site de cours et autres liens utiles https://cours.etsmtl.ca/mec645/ Autres informations Une moyenne de 50 % ou plus dans les examens et une moyenne générale de 50 % ou plus sont nécessaires pour passer le cours. Page 6 de 6 uploads/Management/ mec645-plan-h14.pdf