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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Georges Ghazi


PLAN DE COURS

Automne 2025
GPA783 : Asservissement numérique en temps réel (4 crédits)





Préalables
Programme(s) : 6557,7485,7885
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    GPA535    
             
Unités d'agrément




Qualités de l'ingénieur

Qn
 Qualité visée dans ce cours  
Qn
   Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant sera en mesure : d’appliquer les principes de la commande par ordinateur; de concevoir des contrôleurs en temps réel par des techniques numériques.

Fonctionnement et modélisation des convertisseurs de type numérique à analogique, de type analogique à numérique et des encodeurs de position. Théorème d'échantillonnage et bloqueur d'ordre zéro. Analyse des systèmes d’asservissement échantillonnés. Fonctionnement des contrôleurs P, PI, PD et PID échantillonnés. Équations récurrentes et implantation des contrôleurs en temps réel. Conception des contrôleurs par la méthode industrielle Ziegler-Nichols et par celle du placement des pôles. Introduction aux problèmes d'imposition d'un modèle de référence et de suivi de trajectoires. Généralisation de la méthode du placement des pôles à l’aide de contrôleurs spécialisés et introduction à l'identification des systèmes échantillonnés par la méthode des moindres carrés.

Séances de laboratoire : analyser, concevoir et implanter en temps réel divers contrôleurs; appliquer les techniques de conception à l’aide du logiciel LabView.



Objectifs du cours
  • Étudier le mécanisme d’échantillonnage en temps réel, en s’appuyant sur les concepts fondamentaux et les principes électroniques de conversion des signaux. Utiliser la transformée en "z" pour modéliser les systèmes discrets, analyser leur réponse dynamique et évaluer leur stabilité.
  • Apprendre à utiliser une unité de calcul en temps réel ainsi que des interfaces matérielles pour l’asservissement de systèmes dynamiques. Programmer des algorithmes de commande et les valider expérimentalement.
  • Choisir et concevoir des algorithmes de commande échantillonnés capables de satisfaire des spécifications dynamiques précises, tout en respectant les contraintes imposées.



Stratégies pédagogiques

Le cours comprend 39 heures d’exposés magistraux et 36 heures de laboratoire. Il est recommandé de consacrer environ 12 heures par semaine à l’étude et aux travaux à remettre. Les 3 h 30 hebdomadaires de cours magistraux permettront d’étudier de nombreux exemples afin de favoriser l’assimilation de la théorie et des méthodes présentées en classe. Les 3 heures hebdomadaires de laboratoire seront quant à elles consacrées à l’application pratique de la théorie sur un banc d’essais expérimental.



Utilisation d’appareils électroniques

Les étudiant·e·s sont invité·e·s à utiliser leur ordinateur ainsi que MATLAB/Simulink durant les séances, afin de participer de manière interactive à certains exercices de calcul et de simulation.



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 13:30 - 16:30 Laboratoire
Vendredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Georges Ghazi Activité de cours georges.ghazi@etsmtl.ca A-3636
01 Seyed Mohammad Hosseini Laboratoire Seyed-Mohammad.Hosseini@etsmtl.ca



Cours
COURS ACTIVITÉS DES COURS HEURES
C1

Rappel  des notions de base

  • Transformée de Laplace
  • Fonction de transfert et schéma-blocs
  • Système en boucle ouverte et en boucle fermée
  • Régulation
 3
C2

Discrétisation des signaux continus

  • Convertisseurs A/N et N/A
  • Théorème d’échantillonnage
  • Aspects pratiques du choix de la période d’échantillonnage
  • Introduction à la transformée en z
 3
C3-C4-C5-C6

Analyse des systèmes échantillonnés

  • Transformée en z
  • Théorème de la valeur finale
  • Fonction de transfert échantillonnée d’un système hybride
  • Simulation des systèmes échantillonnés
  • Mise en œuvre 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
 12
C7

Stabilité des systèmes échantillonnés

  • Transformation conforme du plan s au plan z
  • Pôles stables dans le plan z
  • Critère de jury
 3
C8 (Vendredi 31 Octobre) EXAMEN INTRA 3
C9-C10-C11

Conception des compensateurs 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
  • Suite de trajectoires
  • Estimateur de perturbations
 9
C12 Compensateurs polynomiaux 3
C13 Identification des systèmes 3
  EXAMEN FINAL  



Laboratoires et travaux pratiques
LABO ACTIVITÉS DES LABORATOIRES HEURES
L1 Identification du procédé à l’aide d’un ordinateur 3
TP1 Exercices sur les transformées en z 3
TP2 Exercices sur la transformation des schémas blocs hybrides 3
L2 Simulation et mise en eouvre d’un compensateur de vitesse Pl à l’aide d’un ordinateur 6
L3 Simulation et mise en eouvre d’un compensateur de position en cascade à l’aide d’un ordinateur 9
L4-L5 Conception et validation d’un compensateur de vitesse Pl et d’un compensateur de position en cascade 6
L6 Conception et réalisation d’un compensateur qui assure le suivi d’une trajectoire 6



Utilisation d'outils d'ingénierie

Lors des activités de laboratoire, les étudiant·e·s seront amené·e·s à concevoir et à simuler des systèmes d’asservissement numériques appliqués à un vérin électrique à l’aide du logiciel MATLAB/Simulink, puis à réaliser plusieurs mises en œuvre à l’aide du logiciel LabVIEW et d’une carte d’acquisition en temps réel.


Évaluation
ACTIVITÉ %
Laboratoires (6 laboratoires de 3.33% chacun) 20
Devoirs (4 devoirs de 3.75% chacun) 15
Examen intra 35
Examen final 30



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 31 octobre 2025



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Les devoirs en retard ne seront pas acceptés et se verront attribuer la note zéro.



Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

BIGRAS, P. (2011). GPA783 Asservissement numérique en temps réel, Notes de cours, École de technologie supérieure. Disponibles en format électronique sur la page web du cours.



Ouvrages de références
  • OGATA, K. (1995). Discrete-Time Control Systems, 2e éd., Prentice-Hall.
  • NEKOOGAR, F. et G. MORIARTY (1999). Digital Control Using Digital Signal Processing, Prentice-Hall.
  • KUO, B.C. (1992). Digital Control Systems, 2e éd., Holt, Rinchart et Winston.
  • PHILIPS, C. et H.T. NAGLE (1995). Digital Control System Analysis and Design, 3e éd., Prentice-Hall. 



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca



Autres informations

Ne s'applique pas.