Modélisation dynamique et commande des systèmes mécatroniques

PARTIE 1 - ANALYSE DES SYSTÈMES DYNAMIQUES : APPROCHE TEMPORELLE ET FRÉQUENTIELLE

• Fonction de transfert (Le rappel sur la transformée de Laplace doit être succinct)
• Système du 1er ordre et du 2nd ordre: paramètres caractéristiques
• Réponses temporelles :

            - impulsionnelle

            - indicielle

            - à une rampe

            - à une trajectoire continue

• Pôle, zéro, Lieu d'Evans
• Réponse fréquentielle : diagrammes de Bode, Black, Nyquist,
• Stabilité externe / interne
• Système d'acquisition numérique :

            - échantillonnage

            - numérisation

            - LSB

            - transformée z

• L'exemple du contrôle de la machine électrique sera utilisé pour en extraire ses caractéristiques

PARTIE 2 - DIMENSIONNEMENT ET MODÉLISATION DYNAMIQUES D'UN SYSTÈME MÉCATRONIQUE

• Présentation des principaux phénomènes :

            - source

            - dissipation

            - stockage inertiel

            - stockage capacitif

            - transformation…

• Introduction au compromis entre précision et robustesse
• Présentation des similarités phénoménologiques entre les différents domaines (électrique, mécanique, pneumatique, thermodynamique…). Simulink étant très largement utilisé, la notion de schéma bloc est bien connue et ne doit faire l'objet que d'un bref rappel.
• Simulink, un outil adapté à l'approche temporel ?
• Approche systémique et phénoménologique
• Différents niveaux et approches de la modélisation multi domaines
• Causalité
• Equations d'état
• Schémas blocs
• Mise en œuvre des concepts du 1er jour sur logiciels : exemple étude d'une direction assistée
• Mise en œuvre des concepts du 1er jour sur plateforme expérimentale

PARTIE 3 - COMMANDE NON LINÉAIRE DES SYSTÈMES MÉCATRONIQUES

• Donner un aperçu de ce qui existe aujourd'hui et de la recherche actuelle en ce domaine
• Commande non-linéaire : présentation quant aux méthodes de contrôle existantes et leur finalité.

PARTIE 4 - COMMANDE LINÉAIRE DES SYSTÈMES MÉCATRONIQUES

• Généralités et vocabulaire sur le contrôle commande:

            - asservissement

            - régulation

            - suivi de trajectoire

            - stabilité

            - robustesse

            - sensibilité, …

• Réglage de la stabilité en boucle fermée :

            - marge de phase

            - marge de gain

            - placement de pôles

• Domaine de fonctionnement
• Réglage des paramètres P, I et D et influence sur la stabilité (marge de phase, marge de gain, placement de pôles) et sur la précision du contrôle
• Démonstration : contrôle d'un moteur BLAC
• Intérêt de la linéarisation
• Correcteurs P, PI, PID
• Etude de la robustesse, sensibilité paramétrique
• Capteur logiciel: observateurs
• Contrainte de la commande discrète : domaine fréquentiel réduit
• Mise en œuvre sur système numérique de contrôle commande : prototypage rapide et plate-forme expérimentale