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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Louis-A. Dessaint


PLAN DE COURS

Hiver 2021
SYS801 : Commande par micro-ordinateur (4 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Maîtriser les principes de la commande de processus industriels par ordinateur et matériel associé à la commande numérique. Utiliser les outils nécessaires pour concevoir des boucles de régulation et implanter des algorithmes de commande à l'aide d'un microprocesseur.

Conception de commandes numériques : correcteurs PID et variantes. Commande par anticipation. Rappel de la représentation d’état et du réglage par retour d’état. Méthodes d'estimation des paramètres : moindres carrés, méthode récurrente et trace constante. Commande adaptative : approches directe et indirecte. Stabilité : méthode directe de Lyapunov et hyperstabilité de Popov. Commande non linéaire : linéarisation entrée-état, entrée-sortie. Robustification par une version adaptative.




Objectifs du cours
  • Passer en revue les différentes représentations des systèmes échantillonnés.
  • Procéder à l'étude approfondie de diverses méthodes d'identification des systèmes.
  • Passer ensuite à l'étude de la commande adaptative des systèmes linéaires.
  • Introduire à la commande non linéaire.
  • Introduire à la commande adaptative et non linéaire.



Stratégies pédagogiques
  • Cours magistraux (3 heures par semaine).
  • Projet à réaliser avec les logiciels de simulation Matlab et Simulink et à implanter en temps réel à l’aide du logiciel RTW de MathWorks.



Utilisation d’appareils électroniques

Seuls les ordinateurs portables et les calculatrices sont autorisés durant le cours.

Seules les calculatrices sont autorisés durant les examens.

Les appareils électroniques de communication doivent restés éteints durant le cours et durant les examens.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mercredi 18:00 - 22:00 Laboratoire aux 2 semaines



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Wassil El Aouni Activité de cours cc-Wassil.ElAouni@etsmtl.ca A-2608
01 Wassil El Aouni Laboratoire aux 2 semaines cc-Wassil.ElAouni@etsmtl.ca A-2608



Cours
Date Contenus traités dans le cours Heures
  Représentation des systèmes échantillonnés
  • Fonction de transfert pulsée et transformée en z
  • Équation récurrente et régression linéaire
  • Espace d'état continu et discret
4,5 heures
  Revue de la commande numérique des systèmes monovariables
  • Synthèse des régulateurs numériques PI, PD et PID
  • Synthèse des régulateurs numériques polynomiaux
  • Réglage d’état et observateur d’état discrets
4,5 heures
  Calcul matriciel
  • Matrices symétrique et anti-symétrique
  • Matrices définies et semi-définies
  • Forme quadratique
1,5 heure
  Estimation des paramètres
  • Méthode des moindres carrés
  • Méthode récurrente des moindres carrés
  • Facteur d'oubli variable et trace constante
  • Étude d'un cas monovariable (servomoteur et charge variable)
6 heures
  Commande adaptative
  • Commande autoréglable
  • Commande avec modèle de référence
  • Stabilité de Lyapunov et hyperstabilité de Popov
  • Réglages de sortie et d’état
  • Étude d'un cas multivariable (robot SCARA à deux axes)
10,5 heures
  Commande non linéaire
  • Linéarisation par retour d'état aux sens entrée-état et entrée-sortie
  • Synthèse par l’approche récursive (back stepping)
  • Étude de cas (moteur synchrone à aimants)
6 heures
  Commande adaptative et non linéaire
  • Commande adaptative de système linéarisable par retour-d’état
  • Commande adaptative récursive
  • Étude de cas (commande adaptative d’un moteur synchrone à aimants)
3 heures
   Examen mi-session 3 heures
Total 39 heures



Laboratoires et travaux pratiques

Le projet sera réalisé par groupe de deux étudiants.

Un seul rapport par groupe sera remis durant l’examen final sous forme électronique.




Évaluation
Activité Description % Date de remise
  Examen intra 30 % Le 16 février 2021
  Examen final 40 %  
  Projet 30 %  

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 16 février 2021



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Aucun rapport de projet ne sera accepté après la date limite de remise du rapport.




Absence à un examen
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 de 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 (0).



Plagiat et fraude
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 étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Les notes de cours ainsi qu'un manuel de l'usager pour Simulink sont en vente à la COOP.




Ouvrages de références

Disponibles à la bibliothèque

FRANKLIN, G., POWELL, J.D., WORKMAN, M.L., Digital Control of Dynamic Systems, 2e édition, Addison-Wesley

ASTROM, K.J., WITTENMARK, B., Adaptive Control, Addison-Wesley 1989

SLOTINE, J.J., LI, W., Applied Non Linear Control, Prentice-Hall, 1991

MARINO, R., TOMEI, P., Non Linear Control Design, Geometric, Adaptive and Robust, Prentice-Hall, 1995

KESTIC, M., KANELLAPOULOS, I., KOKOTOVIC, P.V., Non Linear and Adaptive Control Design, John Wiley & Sons




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site du cours : https://ena.etsmtl.ca/