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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Georges Ghazi

PLAN DE COURS

Hiver 2024
SYS823 : Modélisation, automatisation de procédés industriels (3 crédits)

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

Note: Le cours est orienté vers la modélisation et la commande de procédés industriels, ce que ne réflète pas le descriptif du cours. À 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.

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

Un ordinateur avec Matlab/Simulink est recommandé pour ce cours. L'enseignant utilisera fréquemment des exemples de Matlab/Simulink pour illustrer les concepts du cours.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Jeudi	08:30 - 12:00	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

Note : le plan de cours décrit le contenu du cours et l'ordre dans lequel les différentes parties du cours seront enseignées. L'enseignement du plan de cours dépendra du rythme de l'enseignement. Des nouveaux concepts pourront être ajoutés au cours en fonction du rythme d’enseignement, ainsi que des connaissances des étudiant.e.s.

Cours	Description
01	Présentation du plan de cours Introduction à la modélisation et à l’automatisation des procédés Modélisation dans le domaine de Laplace (rappels)
02	Représentation de systèmes dans l’espace d’état Principe de linéarisation et stabilité des systèmes
03	Évolution dans le plan de phase (systèmes linéaires et non-linéaires) Introduction à la robustesse des systèmes
04	Modélisation de systèmes mécaniques Modélisation de systèmes électriques
05	Modélisation de systèmes fluidiques
06	Modélisation de systèmes thermodynamiques
07	Modélisation de systèmes ayant des réactions chimiques Modélisation de systèmes biologiques
08	Examen de mi-session sur la partie modélisation (22 février 2024).
09	Identification des systèmes linéaires Méthodes d’identification pour les systèmes SISO Méthodes d’identification pour les systèmes MIMO Applications aux systèmes non-linéaires
10	Techniques de commande pour les systèmes SISO
11	Techniques de commande pour les systèmes MIMO Commande par retour d’état Notions d’observateur d’état Commande optimale
12	Stabilité des systèmes non-linéaire Stabilité au sens de Lyapunov Construction de fonctions de Lyapunov Principe d’invariance de LaSalle
13	Méthodes de commande non-linéaire Méthode de commande adaptative Introduction au commande intelligente (systèmes flous, réseaux de neurones)

Laboratoires et travaux pratiques

Non Applicable.

Évaluation

Activités	Description	%
Projet #1	Projet de modélisation : Travail sous forme de projet à réaliser.	20%
Examen intra	Examen écrit incluant des questions et des problèmes à résoudre.	30%
Projet #2	Projet de contrôle : Travail sous forme de projet à réaliser.	20%
Examen final	Examen écrit incluant des questions et des problèmes à résoudre.	30%

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	22 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 (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.

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

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