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Sigle : GEN1273 Gr. 01 Titre : Modélisation et simulation Session : Automne 2006 Horaire et local Professeur : Zaremba, Marek | ||||
| 1. Description du cours paraissant à l'annuaire : | ||||
ObjectifsAu terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure : de faire le design, la modélisation et la simulation d'un système électrique mobile.ContenuLe cours vise à développer les connaissances de l'étudiant en conception pour concevoir, modéliser et simuler un système robotique autonome. Les composantes de la méthodologie du design en conception incluant l'observation, la modélisation et la simulation sont assimilées avec la réalisation d'un projet de modélisation et simulation. L'accent sera mis sur l'apprentissage du travail en équipe, la gestion d'un projet, les méthodes de recherche de l'information, les techniques de communication écrite, orale et visuelle. | ||||
| 2. Objectifs spécifiques du cours : | ||||
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L'objectif principal du cours est de faire le design, la modélisation et la simulation d'un système
électrique mobile. La modélisation, la simulation et la réalisation d'un prototype sont les principales
étapes lors de la conception des systèmes mécaniques, électriques, etc. Cependant, l'ingénieur est
souvent un concepteur de système; il doit intégrer divers composants et effectuer leur contrôle afin
de réaliser des systèmes dans les domaines tels que : la robotique, les véhicules électriques ou le
contrôle de procédés en industrie. Par sa profession, l'ingénieur est celui qui pourra concevoir,
analyser et surtout garantir la sécurité, l'efficacité, la fiabilité, l'autonomie, le coût et la capacité de
fonctionnement de ces systèmes. Il devra prédire, modéliser et contrôler les effets des différentes
parties sur le comportement du système et formuler une commande appropriée pour assurer sa
stabilité selon les spécifications du cahier des charges. Pour ce faire, il doit connaître les é1éments
avec lesquels les systèmes robotisés sont construits, les architectures utilisées pour les
interconnecter et les principes de la méthodologie du design et de la CAO.
La meilleure façon pour comprendre les systèmes robotisés est d'en étudier leur conception. Le cours sera donc structuré pour permettre à 1'étudiant de maîtriser les grandes lignes de la robotique et de réaliser son premier robot. De cette façon le cours sera complètement concentré autour de la réalisation d'un bras de robot et son système de contrôle. OBJECTIFS GÉNÉRAUX D'APPRENTISSAGE Au terme de ce cours, 1'étudiant sera en mesure de concevoir, modéliser et réaliser un prototype de robot sous forme d'un bras de manipulateur robotique et réaliser son contrôle avec un microcontrôleur 68HC11 disponible sur la HandyBoard. Les objectifs spécifiques d'apprentissage sont les suivants :
Logiciels utilisés : Matlab-SIMULINK et C interactif. | ||||
| 3. Stratégies pédagogiques : | ||||
Les formules pédagogiques suivantes seront utilisées :
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| 4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous : | ||||
| 5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines : | ||||
| Semaine | Thèmes | Dates | ||
| 1 | Objectifs du cours Modélisation et simulation. | 05 sept. 2006 | ||
| 2 |
Introduction générale : processus de la modélisation, modèles des systèmes électriques et mécaniques. Modélisation orientée-objet. Langage Modelica, principes du design, prototypage, moteur CC.
Laboratoire I : Familiarisation avec le HANDY BOARD (14 septembre 2006). |
12 sept. 2006 | ||
| 3 |
Méthodologie du design et de la CAO : analyse du problème,
identification des composants, simulation, validation, expérimentation simulée, prototypage, optimisation. Modèles dynamiques et statiques. Simulation : étapes de simulation, méthodes numériques.
Laboratoire II : Étalonnage de capteurs avec le HandyBoard (21 septembre 2006). |
19 sept. 2006 | ||
| 4 |
Identification : détermination des paramètres du modèle, méthodologie, identification des sous-systèmes. Modèle (structure et paramètres) d'un moteur CC.
Laboratoire III : Simulation ert modélisation de systèmes : moteur CC (28 septembre 2006). |
26 sept. 2006 | ||
| 5 | Projet : La modélisation d'un robot manipulateur. | 03 oct. 2006 | ||
| 6 | Semaine d'études | 10 oct. 2006 | ||
| 7 | Modèles géométriques de robots. Modèles directs et inverses. | 17 oct. 2006 | ||
| 8 | Modèles cinématiques de robots. | 24 oct. 2006 | ||
| 9 | Examen de mi-session. | 31 oct. 2006 | ||
| 10 | Modèles dynamiques de robots. Méthodes de Newton et Lagrange. | 07 nov. 2006 | ||
| 11 | Planification et génération de la trajectoire. | 14 nov. 2006 | ||
| 12 | Commande automatique du robot. | 21 nov. 2006 | ||
| 13 | Expérimentation simulée dans SIMULINK : processus de développement. | 28 nov. 2006 | ||
| 14 | Introduction aux méthodes d'optimisation. | 05 déc. 2006 | ||
| 15 | Examen final : présentations orales, examens individuels. | 12 déc. 2006 | ||
| 6. Évaluation du cours : | ||||
Évaluation globale
Il faut obtenir une moyenne minimale de 50% aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent. | ||||
| 7. Politiques départementales et institutionnelles : | ||||
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| 8. Principales références : | ||||
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| 9. Page Web du cours : | ||||