Fiche de cours

Automatique et commande numérique

ME-326

Fiche de cours

Enseignant(s) :

Karimi Alireza
Salzmann Christophe

Langue:

Français

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

1. Introduction à la commande automatique. 
2. Modélisation et analyse de systèmes dynamiques. 
3. Analyse de systèmes en rétroaction. 
4. Synthèse de régulateurs PID.
5. Réponse harmonique et synthèse de régulateurs par "loop shaping".  
6. Stabilité, robustess et performance de systèmes bouclés.
7. Représentation d'état.
8. Synthèse par retour d'état (placement de pôles, régulateur quadratique linéaire LQR).
9. Observateur d'état. 
10. Commande optimale par retour de sortie.
11. Analyse de systèmes échantillonés (thèorie d'échantillonnage, transformé en z).
12. Régulateurs discrets à deux degrés de liberté RST. 
13. 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.e 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
Assistant.e.s	Oui
Forum électronique	Oui
Autres	Moodle

Ressources

Bibliographie

Feedback Control of Dynamic Systems, by Franklin, Powel and Emami-Naeini. Published by Global Edition (pearson), 8th Edition, 2022.

Ressources en bibliothèque

• Retrouver la référence à la Bibliothèque

Liens Moodle

• https://go.epfl.ch/ME-326

Préparation pour

• Multivariable systems 
• System Identification 
• Advanced Control Systems 
• Commande non linéaire 
• Model Predictive Control