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École de technologie supérieure

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


PLAN DE COURS

Été 2022
ELE474 : Commande numérique (4 crédits)


Modalités de la session d’été 2022


Vous trouverez ci-dessous les modalités de la session d’été 2022. Vous devez les lire attentivement.


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


  • Les activités d’enseignement de la session d’été 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 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 (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits 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, tant que 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’été 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 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’été 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’été 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’été 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7483, 7883
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE275    
             
Programme(s) : 7694
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE275 ET ELE265    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 50,0 % 50,0 %




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

Se familiariser avec les phénomènes reliés à la quantification, les diverses stratégies de commande numérique des systèmes monovariables, ainsi qu’avec la conception et la réalisation d'une chaîne de commande numérique.

Traitement et conversion des signaux : conversion N-A et conversion A-N. Période d'échantillonnage. Échantillonneur-bloqueur. Bloqueurs d'ordre O et d'ordre 1. Analyse et synthèse de compensateurs numériques : transformée en Z. Transformation conforme du plan S au plan Z. Analyse et synthèse du compensateur PID (proportionnel, intégrateur, dérivateur): équations récurrentes; méthodes d'intégration et de dérivation; conditions de stabilité; réponse pile. Représentation dans l'espace d'état : espace d'état continu et discret; observabilité et commandabilité; retour d'état et positionnement des pôles; observateur d'état. Matériel de commande : microcontrôleurs et processeur de signal.

Séances de laboratoire : projets de conception de systèmes de commande, de la simulation à l’implémentation en temps réel sur bancs d’essais.




Objectifs du cours

Ce cours a pour but d'apprendre à l'étudiant(e) :

  • les phénomènes reliés à la quantification et la discrétisation;
  • les diverses stratégies de commande numérique des systèmes monovariables;
  • la conception et la réalisation d'une chaîne de commande numérique.



Stratégies pédagogiques
  • Un (1) cours magistral par semaine.
  • Laboratoires comprenant des simulations avec le logiciel SIMULINK et des réalisations pratiques avec les logiciels RTW et Real-Time Windows Target.

La stratégie pédagogique reste la même que ce soit pour la  :

1. Session hybride : une partie du cours à distance en télétravail et le reste du cours à l’ÉTS  ou

2. Session totalement à distance en télétravail

 




Utilisation d’appareils électroniques

Aucune




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 18:00 - 21:00 Laboratoire (Groupe A)
Mercredi 18:00 - 21:00 Laboratoire (Groupe B)
Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Louis-A. Dessaint Activité de cours Louis-A.Dessaint@etsmtl.ca A-2578
01 Olivier Tremblay Activité de cours cc-Olivier.Tremblay@etsmtl.ca A-2612
01 Wassil El Aouni Laboratoire (Groupe A) cc-Wassil.ElAouni@etsmtl.ca A-2608
01 Wassil El Aouni Laboratoire (Groupe B) cc-Wassil.ElAouni@etsmtl.ca A-2608



Cours
Date Contenus traités dans le cours Heures
   Traitement et conversion des signaux
  • Conversion N/A (réseau R/2R)
  • Conversion A/N (approximations successives, parallèle)
  • Fréquence d'échantillonnage
  • Échantillonneur-bloqueur, bloqueurs d'ordre 0 et d'ordre 1
3 heures
  Analyse et synthèse des compensateurs numériques
  • Transformée en z et discrétisation à l’aide d’un bloqueur d’ordre zéro
  • Équations récurrentes
  • Méthodes d'intégration et de dérivation
  • Synthèse des compensateurs PI et PID
  • Conditions de stabilité (critère de Jury)
  • Réponse pile
16 heures
  Représentation dans l'espace d'état
  • Espace d'état continu et discret
  • Observabilité et commandabilité
  • Retour d'état et imposition des pôles
  • Observateur d’état
17 heures
  Examen mi-session 3 heures
  Total 39 heures

Note : Tous les cours sont d'une durée de 3 heures 30 minutes par semaine.

 




Laboratoires et travaux pratiques

Expérience en informatique :

Simulation sur SIMULINK des régulateurs implantés en laboratoire.

Date Description Heures
  Travaux pratiques : Les étudiant(e)s en groupe de deux (2) auront à réaliser un projet imposé.   Le projet est divisé en trois (3) étapes :
  • Identification des paramètres du moteur CC et asservissement de la vitesse par un régulateur PI numérique.  (9 heures)
  • Asservissement de la position d'un moteur CC par cinq types de régulateur numérique.  (21 heures)
  • Implantation d’un observateur d’état pour l’estimation de la vitesse d’un moteur CC.  (6 heures)
Les régulateurs numériques sont implantés en temps réel à l’aide du logiciel RTW et Real Time Windows Target. Par ailleurs, chacun des systèmes asservis devra être simulé à l'aide de SIMULINK. Enfin, chaque groupe d’étudiants devra remettre un rapport contenant notamment tous les résultats expérimentaux et de simulation. Ces résultats devront être approuvés et signés par l’assistant-laboratoire.
 
  Total 36 heures



Utilisation d'outils d'ingénierie

Matlab, Simulink, Real-Time Workshop.




Évaluation
Activité Description % Date de remise
  Examen intra 35 %

Gr. 01 : le 16 juin 2022

  Examen final 35 % à déterminer
  Projet 30 % Lors de l'examen final

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 16 juin 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

Aucune




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (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

Notes du cours de ELE474, ÉTS

Cahier de laboratoire de ELE474, ÉTS




Ouvrages de références

PHILLIPS, C.L., NAGLE, T., Digital Control System. Analysis and Design, 1995.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/