À la fin de ce cours, l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure :

• d’appliquer différentes techniques de modélisation et de simulation pour décrire des systèmes dynamiques;
• d’analyser les performances et la stabilité d'un système dynamique;
• de concevoir et ajuster les paramètres de systèmes de commande continue PID; 
• de sélectionner et d’intégrer les composantes d'un système de commande (capteurs, système de commande et actionneurs) de façon à pouvoir commander efficacement un procédé industriel.

Concept de systèmes et de composantes. Formulation des modèles mathématiques de systèmes physiques, transformée de Laplace, schéma-bloc, fonctions de transfert. Réponse des systèmes du premier et du deuxième ordre. Analyse dans les domaines temporels et fréquentiels. Application aux systèmes mécaniques, électriques, hydrauliques et thermiques. Terminologie et concepts de base de la commande automatique : régulateur, suiveur, systèmes en boucle ouverte et en boucle fermée, servomécanismes, procédés industriels, commande analogique et numérique. Lois de commande classiques : action proportionnelle, intégrale et dérivée. Caractéristiques des capteurs et des actionneurs. Commande d’un processus du premier et du deuxième ordre. Conception et réglage des systèmes de commande. Critères de performance, analyse de stabilité. Réalisation de systèmes de commande. Dimensionnement des composantes du système (actionneur, capteur, système d’entraînement).

Séances de laboratoire portant sur la simulation et la commande de divers systèmes physiques.

Note sur les préalables : le cours MEC546 est concomitant (il peut être suivi en même temps).

Appliquer différentes techniques de modélisation et de simulation de façon à définir et à analyser les performances et la stabilité d'un système dynamique;

Appliquer les principes de base de l'automatique de façon à concevoir des systèmes de commande continue PID;

Être en mesure de sélectionner et d'intégrer les composantes d'un système de commande (capteurs, contrôleurs et actuateurs) de façon à pouvoir contrôler efficacement un procédé industriel.

Exposés magistraux complétés par la résolution d'exercices et d’exemples d’applications;
Travaux dirigés visant à parfaire les habiletés de l'étudiant en résolution de problèmes;
Trois laboratoires visant à mettre en oeuvre les notions théoriques et les techniques d'analyse exposées en classe;
Un premier devoir (Devoir #1) axé sur la modélisation et la simulation des systèmes physiques, l'utilisation des schémas blocs et les réponses temporelle et fréquentielle.
Un deuxième devoir (Devoir #2) axé sur le dimensionnement des actionneurs et l'ajustement des systèmes de commande.

Outils de modélisation et de simulation numérique des systèmes dynamiques complexes (linéaires).

Laboratoires de modélisation de la commande de position d'une bille sur une poutre à l’aide de Simulink (équation temporelle et en Laplace).

Devoirs: Voir les énnoncées des Devoirs.

Laboratoires: -10%/heur de retard.

Documentation obligatoire
MEC788 (A2021) – Notes de cours - Disponible à la COOP

Références fortement suggérées

• Kluever, C. A., Dynamic Systems, Modeling, Simulation, and Control, John Wiley & Sons, 2e édition, 2019.
• Nise N.S., Control Systems Engineering, John Wiley & Sons, 6e, 7e ou 8e édition.

• Ellis G., Control System Design Guide, Elsevier Academic Press, 4e edition, 2012.
• Alciatore D.G. et M.B. Histand, Introduction to Mechatronics and Measurement Systems, McGraw-Hill, 4e édition, 2011.
• Bolton W., Mechatronics : Electronic Control Systems in…, Prentice Hall, 5e édition, 2011.
• Boukas E.K., Systèmes asservis, éditions de l'École Polytechnique, 1995.
• Bsata A., Instrumentation et automation dans le contrôle des procédés, Le Griffon d’argile, 2e édition, 1994.
• Cetinkunt S., Mechatronics, John Wiley & Sons, 2006.
• Gopal M., Control Systems - Principles and Design, McGraw-Hill,2e édition, 2006.
• Kuo B.C., Automatic Control Systems, John Wiley & Sons, 9e édition, 2009.
• Necsulescu D., Mechatronics, Prentice Hall, 2001.
• Ogata K., Modern Control Engineering, Prentice Hall, 5e édition, 2009.
• Ostertag É., Systèmes et asservissements continues, Ellipses, 2004.

Aussi, disponibles en format électronique sur Knovel (https://app.knovel.com/web/index.v via le site de la bibliothèque):

• Machado, et al. (2017), Solved Problems in Dynamical Systems and Control, ISBN 978-1-78561-174-2
• Kulakowski et al. (2007), Dynamic Modeling and Control of Engineering Systems (3rd Edition), ISBN 978-0-521-86435-0

Site Moodle : ena.etsmtl.ca