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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Ouassima Akhrif
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PLAN DE COURS
Hiver 2024
SYS810 : Techniques de simulation (3 crédits)
Préalables
Aucun préalable requis
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Descriptif du cours
Acquérir les méthodes de modélisation et de simulation des systèmes dynamiques, électriques, électromécaniques et de commande, exemples de systèmes de nature variée, économiques, à événements discrets et autres. Étudier les méthodes d’intégration numérique et évaluation quantitative de leur stabilité et de leur précision en fonction du pas d’intégration. Réaliser des projets de simulation de systèmes de nature différente à l’aide de logiciels tels que Matlab/Simulink et autres.
Classification des systèmes (linéaires/non linéaires, continus/discrets, déterministes/stochastiques), représentation mathématique des modèles dynamiques (fonctions de transfert en S/ en Z, représentation d’état, linéarisation, méthode de Lagrange), étude d’exemples de systèmes électriques, mécaniques, à événements discrets (files d’attente), méthodes d’intégration numérique (méthodes de substitution opérationnelle, méthodes linéaires à pas variables, méthodes de Runge-Kutta), stabilité et précision de ces méthodes, effet du pas d’intégration, projets d’étude de cas de simulation de systèmes de nature différente (manufacturiers, électromécaniques, de télécommunications, de vision, des réseaux de neurones, etc.) en utilisant pour chaque cas les logiciels appropriés Matlab/Simulink, Slam et autres.
Objectifs du cours
Présenter à l'étudiant(e) les notions théoriques nécessaires à la simulation des systèmes dynamiques.
- Notions mathématiques des systèmes;
- Modélisation;
- Intégration numérique et simulations.
Étudier le compromis entre la stabilité et la précision d’une simulation. Le logiciel principal utilisé pour la simulation sera Matlab.
Stratégies pédagogiques
- Cours magistraux;
- Travaux pratiques;
- Séances d'études de cas.
Utilisation d’appareils électroniques
L’étudiant utilisera les logiciels et outils de calcul servant à la résolution de problèmes mathématiques complexes en ingénierie et à la visualisation des solutions (Matlab,Simulink, Excel, calculatrice graphique, etc...).
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Mardi | 08:30 - 12:00 | Activité de cours |
Coordonnées de l’enseignant
Cours
| Date |
Contenus traités dans le cours |
Heures |
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1. Classification des systèmes/définitions
- Séances d’études linéaires/non linéaires.
- Continus/discrets/hybrides.
- Déterministes/stochastiques.
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3 heures |
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2. Notions mathématiques des modèles dynamiques
- Équations différentielles/aux différences.
- Fonctions de transfert (en S/en Z).
- Représentation d’état.
- Linéarisation de systèmes non linéaires.
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6 heures |
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3. Simulation numérique de fonctions de transfert |
3 heures |
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4. Méthodes de substitution opérationnelles |
3 heures |
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5. Méthodes linéaires à pas multiples
- Régions de stabilité
- Prédicteurs correcteurs
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12 heures |
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6. Méthodes d'intégration numérique non-linéaires
- Runge-Kutta
- Régions de stabilité
- Systèmes rigides
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9 heures |
| Total |
36 + 3 h (examen) |
Laboratoires et travaux pratiques
Des séances de laboratoire qui portent sur la simulation de modèles avancés de systèmes physiques auront lieu en utilisant Matlab, Simulink. Les aspects de temps réel et de rigidité seront traités.
Évaluation
| Activité |
Description |
% |
Date de remise |
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Examen intra |
35 % |
20 février 2024 |
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Examen final |
35 % |
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Projet de simulation |
30 % |
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Dates des examens intra
| Groupe(s) | Date |
| 1 | 20 février 2024 |
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
Tout travail remis en retard pourra être refusé ou pénalisé selon les circonstances qui seront évaluées par l'enseignant.
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
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/Etudes/citer-pas-plagier). Les clauses du règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS (« Règlement ») 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 qui constituent des infractions de nature académique au sens du Règlement ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.
Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignant(e) du cours.
Documentation obligatoire
Tout le matériel nécessaire pour le cours sera mis sur le site Web.
Ouvrages de références
Disponibles à la bibliothèque
- Hartley, T.T., Beale, G.O., Chicatelli, S.P., Digital Simulation of Dynamic Systems: A Control Theory Approach, Prentice Hall, 1994.
- Friedland, Bernard, Control System Design an Introduction to State-Space Methods, McGraw-Hill, 1986.
- Ogata, Katsuniko, System Dynamics 4 / E, Prentice Hall, 2004.
- Atkinson, Kendall E., An Introduction to Numerical Analysis, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 1988.
- Atkinson, Kendall E., Numerical Solution of Ordinary Differential Equations, John Wiley & Sons, 2009.