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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Louis-A. Dessaint

PLAN DE COURS

Hiver 2024
SYS801 : Commande par micro-ordinateur (4 crédits)

Préalables
Aucun préalable requis

Descriptif du cours
Maîtriser les principes de la commande de processus industriels par ordinateur et matériel associé à la commande numérique. Utiliser les outils nécessaires pour concevoir des boucles de régulation et implanter des algorithmes de commande à l'aide d'un microprocesseur.

Conception de commandes numériques : correcteurs PID et variantes. Commande par anticipation. Rappel de la représentation d’état et du réglage par retour d’état. Méthodes d'estimation des paramètres : moindres carrés, méthode récurrente et trace constante. Commande adaptative : approches directe et indirecte. Stabilité : méthode directe de Lyapunov et hyperstabilité de Popov. Commande non linéaire : linéarisation entrée-état, entrée-sortie. Robustification par une version adaptative.

Objectifs du cours

Passer en revue les différentes représentations des systèmes échantillonnés.
Procéder à l'étude approfondie de diverses méthodes d'identification des systèmes.
Passer ensuite à l'étude de la commande adaptative des systèmes linéaires.
Introduire à la commande non-linéaire.
Introduire à la commande prédictive.

Stratégies pédagogiques

Cours magistraux (3 heures par semaine).

Projet à réaliser avec les logiciels de simulation Matlab et Simulink et à implanter en temps réel à l’aide du logiciel RTW de MathWorks.

Utilisation d’appareils électroniques

Seuls les ordinateurs portables et les calculatrices sont autorisés durant le cours.

Seules les calculatrices sont autorisées durant les examens.

Les appareils électroniques de communication doivent restés éteints durant le cours et durant les examens.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Lundi	18:00 - 21:30	Activité de cours
	Jeudi	18:00 - 21:00	Laboratoire

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Wassil El Aouni	Activité de cours	wassil.elaouni@etsmtl.ca	A-2608
01	Wassil El Aouni	Laboratoire	wassil.elaouni@etsmtl.ca	A-2608

Cours

Date	Contenus traités dans le cours	Heures
	Représentation des systèmes échantillonnés Fonction de transfert pulsée et transformée en z Équation récurrente et régression linéaire Espace d'état continu et discret	4,5 heures
	Revue de la commande numérique des systèmes monovariables Synthèse des régulateurs numériques PI, PD et PID Synthèse des régulateurs numériques polynomiaux Réglage d’état et observateur d’état discrets	4,5 heures
	Calcul matriciel Matrices symétrique et anti-symétrique Matrices définies et semi-définies Forme quadratique	1,5 heure
	Estimation des paramètres Méthode des moindres carrés Méthode récurrente des moindres carrés Facteur d'oubli variable et trace constante Étude d'un cas monovariable (servomoteur et charge variable)	6 heures
	Commande adaptative Commande autoréglable Commande avec modèle de référence Stabilité de Lyapunov	7,5 heures
	Commande non linéaire Linéarisation par retour d'état aux sens entrée-état et entrée-sortie Synthèse par l’approche récursive (back stepping) Étude de cas (moteur synchrone à aimants)	6 heures
	Introduction à la commande prédictive linéaire Définition du modèle, de la période d’échantillonnage et de l`horizon de prédiciton Définition et résolution du problème d’optimisation Démonstration de la stabilité	6 heures
	Examen mi-session	3 heures
Total		39 heures

Laboratoires et travaux pratiques

Le projet sera réalisé par groupe de deux étudiants.

Un seul rapport par groupe sera remis durant l’examen final sous forme électronique.

Évaluation

Activité	Description	%	Date de remise
	Examen intra	20 %	Le 19 février 2024
	Examen final	45 %
	Projet	35 %

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	19 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

Aucun rapport de projet ne sera accepté après la date limite de remise du rapport.

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

Les notes de cours ainsi qu'un manuel de l'usager pour Simulink sont en vente à la COOP.

Ouvrages de références

Disponibles à la bibliothèque

FRANKLIN, G., POWELL, J.D., WORKMAN, M.L., Digital Control of Dynamic Systems, 2e édition, Addison-Wesley

ASTROM, K.J., WITTENMARK, B., Adaptive Control, Addison-Wesley 1989

SLOTINE, J.J., LI, W., Applied Non Linear Control, Prentice-Hall, 1991

MARINO, R., TOMEI, P., Non Linear Control Design, Geometric, Adaptive and Robust, Prentice-Hall, 1995

KESTIC, M., KANELLAPOULOS, I., KOKOTOVIC, P.V., Non Linear and Adaptive Control Design, John Wiley & Sons

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site du cours : https://ena.etsmtl.ca/