Période d’examens du 8 au 17 août 2024

Période d’examens du 8 au 17 août 2024

Afficher les préalables et les unités d'agrément

Afficher les qualités de l'ingénieur

École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Christian Belleau

PLAN DE COURS

Été 2024
MEC788 : Mécatronique (3 crédits)

Préalables

Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8

Qualités de l'ingénieur

Q10

Q11

Q12

Qualité visée dans ce cours

Qualité visée dans un autre cours

Indicateur enseigné

Indicateur évalué

Indicateur enseigné et évalué

Descriptif du cours
À la fin de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant 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 le préalable MEC546 : le cours MEC546 Circuits électriques et électronique est un cours concomitant (il peut être suivi avant ou en même temps).

Objectifs du cours

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.

Stratégies pédagogiques

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.

Utilisation d’appareils électroniques

Calculatrice TI en cours, TD, laboratoires et examens;
Ordinateur uniquement pour les TD et laboratoires.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Mercredi	08:30 - 12:30	Laboratoire (2 sous-groupes)
	Jeudi	13:30 - 17:00	Activité de cours
02	Mardi	18:00 - 22:00	Laboratoire (2 sous-groupes)
	Vendredi	18:00 - 21:30	Activité de cours
03	Mercredi	08:30 - 12:00	Activité de cours
	Jeudi	13:30 - 17:30	Laboratoire (2 sous-groupes)

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Jean-Pierre Kenné	Activité de cours	Jean-Pierre.Kenne@etsmtl.ca	A-1820
01	Rony Ibrahim	Laboratoire (2 sous-groupes)	rony.ibrahim.1@ens.etsmtl.ca
02	Jean-Pierre Kenné	Activité de cours	Jean-Pierre.Kenne@etsmtl.ca	A-1820
02	Rony Ibrahim	Laboratoire (2 sous-groupes)	rony.ibrahim.1@ens.etsmtl.ca

Cours

Cours no.	Contenus traités dans le cours	Heures
1	Introduction Modélisation des systèmes mécaniques en translation Transformées de Laplace Fonction de transfert Construction de schéma-bloc	3
2	Modélisation des systèmes mécaniques en rotation Modélisation des systèmes mécaniques combinés Transformées de Laplace Fonction de transfert Construction de schéma-bloc	3
3	Simplification de schéma-bloc Réponse temporelle des systèmes du 1^er et du 2^e ordre	3
4	Réponse temporelle des systèmes du 1^er et du 2^e ordre (suite)	3
5	Modélisation des systèmes électriques Modélisation du moteur à courant continu	3
6	Modélisation des systèmes thermiques Modélisation des systèmes fluidiques	3
7	Réponse fréquentielle des systèmes du 1^er et du 2^e ordre Lieu de Bode Indices de performances fréquentielles Modélisation empirique	3
8	Examen intra (voir calendrier de chaque groupe)	3
9	Dimensionnement et sélection des actionneurs	3
10	Introduction aux systèmes de commande à actions PID (proportionnelle, intégrale et dérivée) Analyse et réglage des systèmes de commande à actions PID (proportionnelle, intégrale et dérivée)	3
11	Analyse et réglage des systèmes de commande à actions PID (proportionnelle, intégrale et dérivée) (suite) Notion du lieu des racines	3
12	Notion du lieu des racines (suite) Approximation des systèmes complexes par des fonctions de transfert de 1^er ou de 2^e ordre. Notion de stabilité	3
13	Phénomènes physiques des capteurs Exemples de capteur Caractéristiques des capteurs	3

Laboratoires et travaux pratiques

Travaux dirigés (TD)

Cours no.	Description	Heures
1	Exercices sur la modélisation et simulation de systèmes (Partie 1)	2
2	Exercices sur la modélisation et simulation de systèmes (Partie 2)	2
3	Exercices sur les fonctions de transfert et schémas-blocs	2
4	Exercices sur les réponses temporelles (critère de performance)	2
5	Exercices sur la réponse fréquentielle	2
6	Exercices sur les actionneurs	2
7	Exercices sur les systèmes de commande	2
8	Exercices sur le lieu des racines	2

Laboratoires

Lab.no.	Description	Heures
1	Utilisation de Matlab® et Simulink® pour résoudre des systèmes dynamiques	2
2	Simulation du déplacement d'une bille sur une poutre	2
3	Simulation du système de commande pour le positionnement de la bille sur la poutre	2
4	Expérimentation de systèmes de commande la bille sur la poutre	2

Utilisation d'outils d'ingénierie

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).

Évaluation

Activités	%
Laboratoire 2	5%
Laboratoire 3	7%
Laboratoire 4	4%
Devoir 1	7%
Devoir 2	7%
Intra	35%
Final	35%

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	20 juin 2024
2	21 juin 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 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

- 10 % par jour de retard.

- 100 % après trois jours.

Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiante ou l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice ou du coordonnateur – Affaires académiques qui en référera à la personne assurant la direction du département. Pour un examen final, l’étudiante ou l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau de la registraire. Dans tous les cas, l’étudiante ou l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire de demande d’examen de compensation 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’une étudiante ou 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).

Infractions de nature académique
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 étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-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 tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

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’enseignante ou l’enseignant du cours.

Documentation obligatoire

MEC788 – Recueil d'acétates, version révisée Décembre 2020 - Disponible dans le site Moodle du cours.

Ouvrages de références

Kluever, C. A., Dynamic Systems, Modeling, Simulation, and Control, John Wiley & Sons, 2^e édition, 2019.
Nise N.S., Control Systems Engineering, John Wiley & Sons, 6^e édition, 2010.
Ellis G., Control System Design Guide, Elsevier Academic Press, 4^e édition, 2012.
Alciatore D.G. et M.B. Histand, Introduction to Mechatronics and Measurement Systems, McGraw-Hill, 4^e édition, 2011.
Bolton W., Mechatronics : Electronic Control Systems in…, Prentice Hall, 5^e 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, 2^e édition, 1994.
Cetinkunt S., Mechatronics, John Wiley & Sons, 2006.
Gopal M., Control Systems - Principles and Design, McGraw-Hill,2^e édition, 2006.
Kuo B.C., Automatic Control Systems, John Wiley & Sons, 9^e édition, 2009.
Necsulescu D., Mechatronics, Prentice Hall, 2001.
Ogata K., Modern Control Engineering, Prentice Hall, 5^e 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 (3^rd Edition), ISBN 978-0-521-86435-0.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site Moodle : https://ena.etsmtl.ca

Autres informations

Coordonnées de l'enseignant et des chargés de TP/Laboratoire

Gr.	Nom	Activités	Courriels	Local
01	Jean-Pierre Kenné	Activité de cours	jean-pierre.kenne@etsmtl.ca	A-1820
01	Rony Ibrahim	TP/Laobratoire (Gr. A et B)	rony.ibrahim.1@ens.etsmtl.ca
02	Jean-Pierre Kenné	Activité de cours	jean-pierre.kenne@etsmtl.ca	A-1820
02	Rony Ibrahim	TP/Laobratoire (Gr. A et B)	rony.ibrahim.1@ens.etsmtl.ca

Calendrier universitaire

Session Été 2024 – MEC788 – Groupe 1

Jeudi. 13:30 - 17:00 Cours. D-5012

Mercredi. 08:30-12:30 TP/Labo. D-3018, A-1220

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

6 mai

Début des cours

7 mai

8 mai

Cours 1

9 mai

Cours 2

10 mai

13 mai

14 mai

15 mai

Cours 3

16 mai

Cours 4

17 mai

20 mai

Journée des Patriotes

21 mai

Horaire du lundi

22 mai

TD 1

23 mai

Cours 5

24 mai

27 mai

28 mai

29 mai

Labo 1

30 mai

Cours 6

31 mai

3 juin

4 juin

5 juin

TD 2

6 juin

TD 3

7 juin

10 juin

11 juin

12 juin

TD 4

13 juin

TD 5

14 juin

17 juin

18 juin

19 juin

Cours 7

20 juin

Cours 8

INTRA

21 juin

24 juin

Fête du Québec

25 juin

26 juin

Horaire du lundi

27 juin

28 juin

1^er juillet

Fête du Canada

2 juillet

3 juillet

Labo 2

4 juillet

TD 6

5 juillet

10.

8 juillet

9 juillet

10 juillet

Cours 9

11 juillet

Cours 10

12 juillet

11.

15 juillet

16 juillet

17 juillet

Labo 3

18 juillet

Cours 11

19 juillet

12.

22 juillet

23 juillet

24 juillet

TD 7

25 juillet

Cours 12

26 juillet

13.

29 juillet

30 juillet

31 juillet

Labo 4

1^er août

Cours 13

2 août

14.

5 août

6 août

7 août

TD 8

8 août

Calendrier universitaire

Session Été 2024 – MEC788 – Groupe 2

Vendredi. 18:00 - 21:30 Cours. B-1512

Mardi. 18:00-22:00 TP/Labo. D-5010, A-1432

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

6 mai

Début des cours

7 mai

Cours 1

8 mai

9 mai

10 mai

Cours 2

13 mai

14 mai

Cours 3

15 mai

16 mai

17 mai

Cours 4

20 mai

Journée des Patriotes

21 mai

Horaire du lundi

22 mai

23 mai

24 mai

Cours 5

27 mai

28 mai

TD 1

29 mai

30 mai

31 mai

Cours 6

3 juin

4 juin

Labo 1

5 juin

6 juin

7 juin

TD 2

10 juin

11 juin

TD 3

12 juin

13 juin

14 juin

TD 4

17 juin

18 juin

Cours 7

19 juin

20 juin

21 juin

Cours 8

INTRA

24 juin

Fête du Québec

25 juin

Cours 9

26 juin

Horaire du lundi

27 juin

28 juin

TD 5

1^er juillet

Fête du Canada

2 juillet

Labo 2

3 juillet

4 juillet

5 juillet

10.

8 juillet

9 juillet

TD 6

10 juillet

11 juillet

12 juillet

Cours 10

11.

15 juillet

16 juillet

Labo 3

17 juillet

18 juillet

19 juillet

Cours 11

12.

22 juillet

23 juillet

TD 7

24 juillet

25 juillet

26 juillet

Cours 12

13.

29 juillet

30 juillet

Labo 4

31 juillet

1^er août

2 août

Cours 13

14.

5 août

6 août

TD 8

7 août

8 août

Programme(s) : 7684,7884

Profils(s) : Tous profils

MEC222 ET *MEC546