MATLAB et Simulink pour lenseignement des Sciences de lIngénieur
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MATLAB/Simulink
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Ivan LIEBGOTT
Professeur de Chaire Supérieure
Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles
Lycée des Eucalyptus de Nice
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Modélisation Multi-Physique avec MATLAB/Simulink 1Le lycée des Eucalyptus de NICE
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Intégrer MATLAB/Simulink dans le processus de formation Préparatoires aux Grandes Ecoles (CPGE) avec MATLAB/Simulink Système élémentaire: moteur à courant continu LEGO NXT Système complexe: pilote hydraulique de bateau asserviSe former pour utiliser MATLAB/Simulink
3La formation des ingénieurs
ͻ3 ans
Ecole d'ingĠnieursͻ5 ans
Ecoles d'ingĠnieurs aǀec cycle
préparatoire intégréͻ2 ans
Lycée
S-SI, S-SVT
STI 2D
Créer des vocations
Introduire les compĠtences de l'ingĠnieur dğs le lycĠeͻ2 ans
Cycle préparatoire CPGEUniversités,
4Cycle en V: 6 grandes compétences
Expression
Spécification du
besoinConception
Codage
Implémentation
Intégration
Vérification
Recette
Validation
COMPETENCES
Communiquer
Concevoir
Expérimenter
Analyser
Modéliser
Résoudre
La formation s'articule autour de
6 grandes compétences
La démarche industrielle est
intégrée 5La démarche d'Ġǀaluation des écarts
Système réel
Cahier des
chargesModèle
Modèle de connaissance
ouModèle de comportement
Écart
cahier des charges/réelÉcart
Cahier des charges/modèle
Écart
réel/modèle 6Cycle en V et dĠmarche d'Ġǀaluation
des écartsSystème réel
Cahier des
chargesModèle
Modèle de connaissance
ouModèle de comportement
Écart
cahier des charges/réelÉcart
Cahier des charges/modèle
Écart
réel/modèle 7Expression
Spécification du
besoinConception
Codage
Implémentation
Intégration
Vérification
Recette
Validation
Cycle en V et dĠmarche d'Ġǀaluation
des écarts 8Système réel
Cahier des
chargesModèle
Modèle de connaissance
ouModèle de comportement
Écart
cahier des charges/réelÉcart
Cahier des charges/modèle
Écart
réel/modèleExpression
Spécification du
besoinConception
Codage
Implémentation
Intégration
Vérification
Recette
Validation
Cycle en V et dĠmarche d'Ġǀaluation
des écartsSystème réel
Cahier des
chargesModèle
Modèle de connaissance
ouModèle de comportement
Écart
cahier des charges/réelÉcart
Cahier des charges/modèle
Écart
réel/modèle 9Expression
Spécification du
besoinConception
Codage
Implémentation
Intégration
Vérification
Recette
Validation
MATLAB/Simulink
LEGO NXT/EV3
Arduino
Raspberry PI
Fonctionnalités de
modélisationFonctionnalités de
et d'implĠmentation 10 La dĠmarche de l'ingĠnieur͗ Moteur LEGO NyTLes étudiants ont à leur disposition:
Brique LEGO NXT, 1 moteur à
capteur de position angulaireOrdinateur équipé de
MATLAB/Simulink
11Les objectifs de la séquence
Analyser le cahier des charges
Prendre connaissance des exigences et des performances attendues de l'asserǀissement de positionExpression
Spécification du
besoinConception
Intégration
Vérification
Recette
Validation
Système réel
Cahier des
chargesModèle
Modèle de connaissance
ouModèle de comportement
Écart
cahier des charges/réel Ecart cahier des charges/modèleÉcart entre les performances
mesurées et les performances simuléesCodage
Implémentation
12Extrait du cahier des charges
Requirement Diagram (Langage SysML)
Expression
Spécification du
besoinConception
Intégration
Vérification
Recette
Validation
Codage
Implémentation
13 Id=1Text=La position du moteur doit
être contrôlable et résister aux
perturbations manuelles "requirement»Asservir en position le moteur
Mindstorms
Id=1.1.3
Text=L'erreur de prĠcision
doit rester inférieure à 5% de la consigne "requirement»Précision
Id=1.1.2
Text=Le temps de réponse
à 5% pour une consigne de
800° doit rester inférieure à
1.5 s "requirement»Rapidité
Id=1.1.1
Text=L'asserǀissement doit
être stable
"requirement»Stabilité
Id=1.1
Text=L'asserǀissement doit
respecter les performances spécifiées "requirement»Performances
Id=1.2
Text=L'asserǀissement sera
piloté par le logicielMATLAB/Simulink
"requirement»Pilotage
"block»Moteur Mindstorms
"satisfy» "satisfy»Id=1.4
Text=Le prix de la carte de
commande ne doit pas excéder 300 euros "requirement»Coût
Id=1.3
Text=La modélisation de
l'asserǀissement sera réalisée avecMATLAB/Simulink
"requirement»Modélisation
"refine» "refine» "refine»Utilisation de la
connexionBluetooth entre la
carte et le PCLes objectifs de la séquence
Confronter un modèle de connaissance et un modèle de comportement du moteur en boucle ouverte Choisir la modĠlisation la plus pertinente pour l'Ġtude menĠeSystème réel
Cahier des
chargesModèle
Modèle de connaissance
ouModèle de comportement
Écart
cahier des charges/réel Ecart cahier des charges/modèleÉcart entre les performances
mesurées et les performances simuléesExpression
Spécification du
besoinConception
Codage
Implémentation
Intégration
Vérification
Recette
Validation
14Confronter un modèle de connaissance
avec le réel Dans le mġme fichier, il est possible d'obtenir la rĠponse du modèle et du système réelModèle de
connaissance réelExpression
Spécification du
besoinConception
Codage
Implémentation
Intégration
Vérification
Recette
Validation
"Réel "Modèle de connaissanceVitesse de rotation du moteur
Écart de comportement
15Confronter un modèle
de connaissance avec le réelUn écart entre le modèle de connaissance et
le comportement réel est mis en évidenceProblème: les valeurs des différentes
grandeurs physiques du modèle de connaissance ne sont pas connues avec précisionSolution: Etablir un modèle de comportement
Expression
Spécification du
besoinConception
Codage
Implémentation
Intégration
Vérification
Recette
Validation
"Réel "Modèle de connaissanceÉcart de comportement
Confronter un modèle de
comportement avec le réel sErquotesdbs_dbs33.pdfusesText_39[PDF] simulation mcc simulink
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