Control systems and discrete-time control
Résumé
Ce cours inclut la modélisation et l'analyse de systèmes dynamiques, l'introduction des principes de base et l'analyse de systèmes en rétroaction, la synthèse de régulateurs dans le domain fréquentiel et dans l'espace d'état, et la commande de systèmes discrets avec une approche polynomiale.
Contenu
- Introduction à la commande automatique.
- Modélisation et analyse de systèmes dynamiques.
- Analyse de systèmes en rétroaction.
- Synthèse de régulateurs PID.
- Réponse harmonique et synthèse de régulateurs par "loop shaping".
- Stabilité, robustess et performance de systèmes bouclés.
- Représentation d'état.
- Synthèse par retour d'état (placement de pôles, régulateur quadratique linéaire LQR).
- Observateur d'état.
- Commande optimale par retour de sortie.
- Analyse de systèmes échantillonés (thèorie d'échantillonnage, transformé en z).
- Régulateurs discrets à deux degrés de liberté RST.
- Synthèse de régulateurs RST avec placement de pôles.
Mots-clés
Analyse et synthèse des systèmes automatiques, stabilité, régulateur PID, régulateur d'état LQR, commande de systèmes discrets.
Compétences requises
Cours prérequis obligatoires
Analyse IV
Cours prérequis indicatifs
Physique génerale, Algèbre linéaire, Singaux et systèmes
Concepts importants à maîtriser
- Représenter un processus physique sous forme de système avec ses entrées, ses sorties et ses perturbations.
- Ecrire les équations dynamiques du système.
- Résoudre les équations differentielles par la transformation de Laplace.
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Analyser un système dynamique linéaire (approches temporelle et fréquentielle), A3
- Dimensionner un régulateur PID, A7
- Dimensionner un régulateur d'état pour un système dynamique, A9
- Déterminer la stabilité, la performance et la robustesse d'un système en boucle fermée, A11
- Définir des performances de commandes adaptées aux systèmes dynamiques (cahier des charges), A13
- Concevoir des solutions de commandes, formuler les trade-offs, choisir les options, A14
- Construire et analyse un modèle discret pour un système dynamique, A5
- Concevoir un régulateur RST discret
Compétences transversales
- Fixer des objectifs et concevoir un plan d'action pour les atteindre.
- Dialoguer avec des professionnels d'autres disciplines.
- Ecrire un rapport scientifique ou technique.
- Utiliser les outils informatiques courants ainsi que ceux spécifiques à leur discipline.
Méthode d'enseignement
Cours ex cathedra, exercices, computer-based exercise, travaux pratiques
Travail attendu
- Participation au cours
- Participation aux travaux pratiques
- Résolution des exercices (écrit)
- Résolution des exercices (sur l'ordinateur) avec un rapport écrit (noté)
Méthode d'évaluation
Examen écrit (40% midterm + 50% final), Rapport pour computer-based exercise (10%)
Encadrement
| Office hours | Oui |
| Assistants | Oui |
| Forum électronique | Oui |
| Autres | Moodle |
Ressources
Bibliographie
Feedback Control of Dynamic Systems, by Franklin, Powel and Emami-Naeini. Published by Global Edition (pearson), 2015.
Ressources en bibliothèque
Liens Moodle
Préparation pour
- Multivariable systems
- System Identification
- Advanced Control Systems
- Commande non linéaire
- Model Predictive Control
In the programs
- Semester: Fall
- Exam form: Written (winter session)
- Subject examined: Control systems and discrete-time control
- Lecture: 4 Hour(s) per week x 14 weeks
- Exercises: 1 Hour(s) per week x 14 weeks
- Practical work: 1 Hour(s) per week x 14 weeks
- Type: mandatory
- Semester: Fall
- Exam form: Written (winter session)
- Subject examined: Control systems and discrete-time control
- Lecture: 4 Hour(s) per week x 14 weeks
- Exercises: 1 Hour(s) per week x 14 weeks
- Practical work: 1 Hour(s) per week x 14 weeks
- Type: mandatory