GPA783 – Asservissement numérique en temps réel pascal.bigras

Département de génie de la production automatisée
Programme de baccalauréat
Enseignant (e) :
Responsable :
Session/année :
Groupe(s) :
Pascal Bigras
Pascal Bigras
Hiver 2009
01
PLAN DE COURS
GPA783 – Asservissement numérique en temps réel
1
ENCADREMENT
Local
Tél.
2
A-3631
514-396-8589
Courriel
Page Web
[email protected]
www.gpa.etsmtl.ca/cours/gpa783
OBJECTIFS SPÉCIFIQUES
Mieux comprendre les principes de fonctionnement et la structure des systèmes de
commande par ordinateur. Comprendre le mécanisme d'échantillonnage en
introduisant les concepts fondamentaux des systèmes échantillonnés. Utiliser la
transformée en z pour modéliser les systèmes discrets et étudier leur réponse
dynamique ainsi que leur stabilité.
Utiliser un ordinateur ainsi que des interfaces matérielles pour contrôler des
systèmes dynamiques. Programmer des algorithmes d’asservissement en temps
réel et les valider expérimentalement.
Choisir et concevoir des algorithmes de commande échantillonnés permettant
d’imposer des spécifications dynamiques appropriées tout en respectant certaines
contraintes.
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STRATÉGIES PÉDAGOGIQUES
Trois heures trente minutes de cours magistral par semaine. De nombreuses
applications seront étudiées en classe pour permettre aux étudiants de bien
assimiler la théorie et les techniques présentées en cours.
Trois heures de laboratoire par semaine pour appliquer la théorie étudiée.
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CONTENU DU COURS
Cours
1
Matière
Rappel des notions de base
• Transformée de Laplace.
• Fonction de transfert et schéma-blocs.
• Système en boucle ouverte et en boucle fermée.
• Régulation.
2
Discrétisation des signaux continus
• Convertisseurs A/N et N/A.
• Théorème d'échantillonnage.
• Aspects pratiques du choix de la période d'échantillonnage.
3, 4, 5 et 6
Analyse des systèmes échantillonnés
• Transformée en Z.
• Théorème de la valeur finale.
• Fonction de transfert échantillonnée d'un système hybride.
• Simulation des systèmes échantillonnés.
• Réalisation des systèmes de commande échantillonnés.
• Fonctions de transfert des compensateurs PI, PD et PID.
• Conception par la méthode de Ziegler-Nichols.
• Erreurs en régime permanent.
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8, 9 et 10
EXAMEN INTRA
Conception des compensateurs échantillonnés
• Transformation conforme du plan S au plan Z.
• Stabilité des systèmes échantillonnés.
• Conception par imposition complète et partielle des pôles.
• Conception des compensateurs en cascade.
• Conception par annulation pôles-zéros.
• Conception par imposition d’un modèle de référence.
• Suivi de trajectoires.
Identification des systèmes
Compensateurs polynomiaux
Étude de la stabilité à l’aide du critère de Jury
EXAMEN FINAL
11
12
13
14
Laboratoire
1
2
3
4&5
6
Énoncé
Identification du procédé à l’aide d’un ordinateur.
Réalisation d’un compensateur de vitesse PI à l’aide d’un ordinateur.
Réalisation d’un compensateur de position en cascade à l’aide d’un
ordinateur.
Conception et validation d’un compensateur de vitesse PI et d’un
compensateur de position en cascade.
Conception et réalisation d’un compensateur qui assure le suivi d’une
trajectoire.
5
ÉVALUATION
Activités
Laboratoires
Devoirs
Intra
Final
%
20
15
30
35
CORRECTION
DES DEVOIRS. Les devoirs seront corrigés selon un barème sévère : Pour
chaque exercice des points seront attribués si et seulement si le développement et la réponse
sont justes.
ABSENCE À UN EXAMEN. Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen,
l’étudiant devra justifier son absence auprès du Directeur du département pour un examen
durant le trimestre et auprès du Doyen à la gestion des ressources pour un examen final.
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. Tout étudiant ou groupe d’étudiants qui pose ou participe à un acte de
plagiat ou de fraude décrit à l’article 10.2 est sujet à des sanctions pouvant aller jusqu’à
l’exclusion de l’École.
6
DOCUMENTATION OBLIGATOIRE
Manuel du cours
P. BIGRAS, «GPA783 Asservissement numérique en temps réel», Notes de cours,
École de technologie supérieure, 2007.
7
BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE
OGATA, K., «Discrete-Time Control Systems Second Edition», Prentice-Hall, 1995.
NEKOOGAR, F. et MORIARTY, G., «Digital Control Using Digital Signal
Processing», Prentice-Hall, 1999.
KUO, Benjamin C., «Digital Control Systems Second Edition», Holt, Rinchart and
Winston, 1992.
PHILIPS, C. et Nagle, H. T., «Digital Control System Analyses and Design Third
Edition», Prentice-Hall, 1995.
Courriel « ÉTUDIANTS-PROFESSEURS »
Le Service de l’informatique et des télécommunications, en collaboration avec les
départements et le Service des enseignements généraux, vous présentent leur service de
« courriel étudiants-professeurs ».
Cet outil vise à augmenter la quantité de services offerts aux étudiants et à favoriser un
échange accru d’informations entre les étudiants et les professeurs. Chaque étudiant
disposera d’une boîte de courriel (15 meg.) et d’une adresse normalisée. Chaque
professeur pourra ainsi communiquer avec un étudiant ou avec l’ensemble des étudiants
inscrits à son cours.
a ) clientèle cible :
tous les étudiants inscrits à chaque session.
b ) accessibilité :
- à partir d’un fureteur quelconque sur le site WEB de l’ÉTS sous la rubrique :
GUICHET INTERACTIF.
- à partir d’un fureteur quelconque à l’adresse suivante :
http://webmail.ens.etsmtl.ca
- à partir d’un logiciel client en mode POP3 ou MAPI :
serveur entrant : webmail.ens.etsmtl.ca
serveur sortant : le serveur SMTP de votre fournisseur Internet.
c ) authentification au système de courriel :
À chaque session de travail, le système de courriel vous demandera de vous identifier;
une fenêtre (Mot de passe réseau) apparaîtra et vous devrez fournir à la rubrique :
Nom de l’utilisateur : votre code d’accès universel;
Mot de passe : votre NIP (utilisé dans ChemiNot).
Pour connaître votre code d’accès universel? Allez dans ChemiNot, sous l’onglet
intitulé : Info. générales. La forme générale de ce code est la suivante : AA99999. Si
vous avez oublié votre NIP, allez au Bureau du registraire.
Avec la création de votre boîte de courriel, le système de courriel vous a également créé
une adresse électronique dite « normalisée » que vous pouvez diffuser. Elle a la forme
suivante : Pré[email protected] (disponible dans ChemiNot).
Notez que cette adresse normalisée ne contient pas de caractères accentués, ni de
caractères spéciaux comme par exemple : l’apostrophe et l’espace (les logiciels de
courriel ont horreur de ces caractères).
Bonne utilisation.
Service de l’informatique et des télécommunications
23.04.2002