À la fin de ce cours, l’étudiant ou l'étudiante 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.

Étudier le mécanisme d’échantillonnage en temps réel en s’appuyant sur les concepts fondamentaux ainsi que sur les principes électroniques de la conversion des signaux. Utiliser la transformée en z pour modéliser les systèmes discrets et étudier leur réponse dynamique ainsi que leur stabilité.

Apprendre à utiliser une unité de calcul temps réel ainsi que des interfaces matérielles pour asservir des systèmes dynamiques. Programmer des algorithmes d’asservissement et les valider expérimentalement.

Choisir et concevoir des algorithmes de commande échantillonnés permettant d’imposer des spécifications dynamiques appropriées tout en respectant des contraintes.

Le cours s'échelonne sur 39 heures d'exposés magistraux et 36 heures de laboratoire. Une période d'environ 12 heures par semaine est requise pour l'étude et les travaux à remettre. Durant les 3 heures 30 minutes par semaine de cours magistraux, de nombreux exemples seront étudiés pour permettre aux étudiants de bien assimiler la théorie et les méthodes présentées en classe. Durant les 3 heures de laboratoire, la théorie apprise sera appliquée sur un banc d'essais expérimental.

Lors des activités de laboratoires, l’étudiant sera amené à concevoir et à simuler des systèmes d’asservissement numériques appliqués à un vérin électrique à l’aide du logiciel MATLAB-SIMULINK et à réaliser plusieurs mises en œuvre grâce au logiciel LABVIEW et à une carte d’acquisition temps réel.

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

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.

OGATA, K. (1995). Discrete-Time Control Systems, 2^e éd., Prentice-Hall.

NEKOOGAR, F. et G. MORIARTY (1999). Digital Control Using Digital Signal Processing, Prentice-Hall.

KUO, B.C. (1992). Digital Control Systems, 2^e éd., Holt, Rinchart et Winston.

PHILIPS, C. et H.T. NAGLE (1995). Digital Control System Analysis and Design, 3^e éd., Prentice-Hall.

https://ena.etsmtl.ca

Ne s'applique pas.