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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Guy Gauthier

PLAN DE COURS

Hiver 2022
SYS823 : Modélisation, automatisation de procédés industriels (3 crédits)

Modalités de la session d’hiver 2022

Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :

Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.

Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.

Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés afin de les rendre disponibles aux personnes inscrites au cours.

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

Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.

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 2022, 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, si requis, qu'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 toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) 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.

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 à la session d'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.

Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.

Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.

Préalables
Aucun préalable requis

Descriptif du cours
S'initier à la modélisation et à l’automatisation de procédés industriels. Être en mesure de choisir et d’intégrer divers éléments d’automatisation dans le cadre d'études de cas réels.

Capteurs de grandeurs mécaniques : force, position, vitesse, accélération. Traitement et transmission des données. Actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques : sélection, dimensionnement et commande (force, position, vitesse). Contrôle des procédés : automates programmables. Méthode structurée d’analyse (GRAFCET). Composantes des procédés industriels : systèmes d’alimentation et de manutention. Automatisation dédiée versus flexible (robot). Inspection en ligne (capteurs dédiés, vision par ordinateur).

Objectifs du cours

Description du cours

A la fin de ce cours, l'étudiant aura acquis des connaissances avancées sur la modélisation des systèmes dynamiques, ainsi que sur l'analyse et la conception des systèmes de contrôle automatique.

Ce cours abordera les thèmes suivants : Modélisation des systèmes mécaniques, électriques, fluidiques, thermodynamiques et biologiques. Techniques de linéarisation. Représentation des systèmes dans l’espace d’état. Analyse de la stabilité des systèmes linéaires et non-linéaires. Commande par retour d’état et observateur d’état. Technique de découplages. Commande des systèmes à multiples entrées/sorties. Introduction aux commandes non-linéaire et adaptative. Techniques d’identification de paramètres.

Objectifs du cours

L’objectif de ce cours est de permettre aux étudiants d’apprendre à :

Modéliser certains procédés industriels (mécaniques, électriques, thermiques, chimiques, etc.) par des équations différentielles, des équations d’état ou des transformées de Laplace.
Concevoir des contrôleurs et des systèmes de découplage permettant de faire des asservissements de procédés industriels.
Analyser la stabilité d’un système linéaire et de certains systèmes non-linéaires.

Stratégies pédagogiques

Le cours se déroulera comme suit :

39 heures de cours magistral (enseignement théorique) ;
9 heures de travail personnel (en moyenne) par semaine ;
13 cours d’une durée de 3 h 00 par semaine.

Utilisation d’appareils électroniques

Ne s’applique pas.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Mercredi	18:00 - 21:30	Activité de cours

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Georges Ghazi	Activité de cours	Georges.Ghazi@etsmtl.ca	A-3636

Cours

Cours	Description
01	Présentation du plan de cours Introduction à la modélisation et à l’automatisation des procédés Représentation de systèmes par l’espace d’état
02	Représentation de systèmes par l’espace d’état Calcul de l’exponentielle d’une matrice Analyse de la stabilité avec la Jacobienne Évolution dans le plan de phase (systèmes linéaires et non-linéaires)
03	Modélisation de systèmes mécaniques et électriques Modélisation de systèmes fluidiques
04	Modélisation de systèmes thermodynamiques Modélisation de systèmes ayant des réactions chimiques Modélisation de systèmes biologiques
05	Commande de systèmes à une entrée et une sortie (SISO) Commande par retour d’état Notions d’observateur d’état
06	Exemples de modélisation et de commande
07	Système à multiples entrées/sorties (MIMO) Matrice de Bristol Techniques de découplage Révision
08	Examen de mi-session.
09	Commande des systèmes à multiples entrées/sorties (MIMO)
10	Stabilité des systèmes non-linéaire (Lyapunov) Introduction à la commande non-linéaire
11	Commande non-linéaire Commande adaptative
12	Exemples de modélisation et de commande Identification de paramètres et modélisation.
13	Identification de paramètres et modélisation. Révision

Laboratoires et travaux pratiques

Matlab et Simulink.

Évaluation

Activités	Description	%
Devoir #1	Travail sous forme de projet à réaliser individuellement.	15
Examen intra	Examen écrit incluant des questions et des problèmes à résoudre.	35
Devoir #2	Travail sous forme de projet à réaliser individuellement.	15
Examen final	Examen écrit incluant des questions et des problèmes à résoudre.	35

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	23 février 2022

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

Malus de 20 % par jour de retard.

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).

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 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

Documents disponibles sur le site Moodle du cours.

Ouvrages de références

Bequette, B. W. (2002). Process Control: Modeling Design and Simulation, Prentice Hall.
Bequette, B. W. (1998). Process Dynamics - Modeling, Analysis and Simulation, Prentice Hall.
Ogata, K. (1997). Modern Control Engineering, Prentice Hall.
Bélanger, P. R. (1995). Control Engineering - A Modern Approach, Saunders College Publishing.
Ogunnaike, B. A. et W. H. Ray (1994). Process Dynamics, Modeling and Control, Oxford.
Slotint, J. J. et Li, W. (1990) Applied nonlinear control, Pearson.
Stephanopoulos, G. (1984). Chemical Process Control - An Introduction to Theory and Practice, Prentice Hall.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca