Sigle : GEN1273 Gr. 01 Titre : Modélisation et simulation Session : Automne 2016 Horaire et local Professeur : Adi, Kamel
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Objectifs
Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure de faire le design, la modélisation et la simulation d'un système électrique mobile.
Contenu
Le 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.
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Ce cours couvre 4 des 12 qualités requises des diplômés telles que définies dans les normes d'agrément des programmes de génie au Canada
(http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement) :
Qualité 1 : Connaissances en génie
Qualité 3 : Investigation
Qualité 4 : Conception
Qualité 6 : Travail individuel et en équipe
Les qualités 3, 4 et 6 sont mesurées dans ce cours pour fins de rétroaction.
Objectifs spécifiques |
Qualité |
Indicateurs |
Introduit |
Développé |
Appliqué |
6. Identification, mesures
7. Simulation
8. Développer l'intuition et un esprit d'analyse du problème
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3 |
1. Formuler et tester des hypothèses de travail. |
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x |
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1. Méthodologie du design et de la CAO
2. Modélisation
3. Réalisation de prototypes, créativité
4. Implantation électronique
5. Appliquer les méthodes d'optimisation en CAO aux systèmes en robotique
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4 |
1. Identifier les besoins des clients et les contraintes économiques, réglementaires et législatives, environnementales, culturelles, sociales, et de santé et sécurité. |
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x |
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2. Produire et comparer différentes solutions possibles afin de sélectionner le meilleur concept. |
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x |
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3. Créer des modèles, simulations, prototypes, et faire des tests. |
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x |
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4. Vérifier la conformité de la conception par rapport au cahier des charges. |
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x |
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9. Travail en équipe |
6 |
2 - Contribuer équitablement au travail d'équipe. |
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x |
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3 - Contribuer à l'efficacité de l'équipe: participation, initiative, résolution de conflit, etc.. |
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x |
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Les formules pédagogiques suivantes seront utilisées :
- Cours magistral (3h /semaine)
- Travail sur le projet de session à réaliser en équipe (6h /semaine)
- Séances de travaux pratiques (3h + 2h(préparation) /séance)
- Lectures personnelles (3h /semaine)
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Consultation sur rendez-vous.
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1 |
Généralités et objectifs du cours modélisation et simulation.
Présentation du projet de session : modélisation/simulation et réalisation d'une serre complètement automatisée pour une horticulture optimale.
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12 sept. 2016 |
2 |
Introduction à la modélisation et à la simulation.
Architectures de microcontrôleurs ARM
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19 sept. 2016 |
3 |
Étude des systèmes dynamiques (I).
Travail pratique 1 : Familiarisation avec la carte Freescale FRDM-KL26Z.
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26 sept. 2016 |
4 |
Étude des systèmes dynamiques (II).
Réalisation d'un capteur avec la carte Freescale FRDM-KL26Z.
Travail pratique 2 : réalisation d'un capteur de température/humidité.
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03 oct. 2016 |
5 |
Semaine d'études.
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10 oct. 2016 |
6 |
Examen Intra.
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17 oct. 2016 |
7 |
Introduction à Simulink - Étude de cas.
Travail pratique 3 : réalisation d'un système automatique de contrôle d'une électrovanne.
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24 oct. 2016 |
8 |
Introduction aux réseaux de capteurs.
Travail pratique 4 : modélisation et simulation Matlab/Simulink d'un réseau de capteurs.
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31 oct. 2016 |
9 |
Introduction à la norme ZigBee et à la technologie Xbee.
Travail pratique 5 : configuration et test d'un réseau Xbee.
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07 nov. 2016 |
10 |
Régulation automatique.
Régulateur PID.
Travail pratique 6 : Contrôle de LED RGB de puissance.
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14 nov. 2016 |
11 |
Évaluation intermédiaire du projet : présentations orales, démonstrations, examens individuels, journal de bord.
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21 nov. 2016 |
12 |
Introduction au protocole MQTT/MQTT-SN.
Projet OpenHab
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28 nov. 2016 |
13 |
Présentation d'un projet type : modélisation/simulation et réalisation d'un quadricopter.
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05 déc. 2016 |
14 |
Éléments de conception de la machine JDG 2017.
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12 déc. 2016 |
15 |
Évaluation finale du projet : présentations orales, démonstrations, examens individuels, journal de bord.
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19 déc. 2016 |
Il faut obtenir une moyenne minimale de 50 % aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent dans le calcul de la moyenne finale.
Outils d'évaluation |
Pondération |
Indicateurs mesurés |
Travaux pratiques (6) |
30 % |
3.1 et 4.3 |
Examen intra |
20 % |
3.1 et 4.1 |
Évaluation intermédiaire du projet |
20 % |
4.1, 4.2 et 4.3 |
Évaluation finale du projet |
30 % |
4.4, 6.1 et 6.2 |
Par indicateur mesuré, on entend qu'à la fin du cours, un niveau de performance (0, 1, 2, 3) est donné pour chaque indicateur et pour chaque étudiant selon la grille ci-dessous:
Indicateurs |
Niveau 0 |
Niveau 1 |
Niveau 2 |
Niveau 3 |
3.1 - Formuler et tester les hypothèses de travail. |
Formulation inacceptable et tests inadéquats |
Formulation et tests partiels |
Formulation et tests adéquats |
Formulation et tests remarquables |
4.1 - Identifier les besoins des clients et les contraintes économiques, réglementaires et législatives, environnementales, culturelles, sociales, et de santé et sécurité. |
Identification inadéquate des besoins et des contraintes |
Identification des besoins acceptable, mais détermination des contraintes insuffisante |
Identification acceptable des besoins et des contraintes |
Identification exhaustive des besoins et des contraintes |
4.2 - Produire et comparer différentes solutions possibles afin de sélectionner le meilleur concept. |
Production et comparaison de solutions possibles inadéquates ou inexistantes |
Production et comparaison de solutions possibles acceptables, mais sélection du meilleur concept inadéquate |
Production et comparaison de solutions possibles, et sélection du meilleur concept acceptables |
Production, comparaison et sélection remarquables |
4.3 - Créer des modèles, simulations, prototypes, et faire des tests. |
Création de modèles, simulations, prototypes et/ou exécution de tests inadéquate ou inexistante |
Création acceptable de modèles, simulations, prototypes, mais exécution de tests insuffisante |
Création de modèles, simulations, prototypes et exécution de tests adéquates |
Création de modèles, simulations, prototypes et exécution de tests remarquables |
4.4 - Vérifier la conformité de la conception par rapport au cahier des charges. |
Vérification inadéquate ou inexistante |
Vérification partielle |
Vérification acceptable |
Vérification exhaustive |
6.2 - Contribuer équitablement au travail d'équipe. |
Contribution inexistante ou controversée |
Contribution minimale |
Contribution équitable |
Contribution exceptionnelle |
6.3 - Contribuer à l'efficacité de l'équipe: participation, initiative, résolution de conflit, etc. |
Contribution à l'efficacité de l'équipe inacceptable ou inexistante |
Contribution minimale à l'efficacité de l'équipe |
Contribution acceptable à l'efficacité de l'équipe |
Contribution remarquable à l'efficacité de l'équipe |
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- Modeling and Simulation in the Systems Engineering Life Cycle. ISBN 978-1-4471-5634-5. Springer, 405pp, 2015.
- Handbook of Simulation: Principles, Methodology, Advances, Applications, and Practice. ISBN: 978-0-471-13403-9, Wiley, 864pp, 1998.
- Linear Dynamic Systems and Signals, Zoran Gajic, Rutgers University , ISBN-10: 0201618540, ISBN-13: 9780201618549, Prentice Hall, 646 pp, 2003.
- Modern Control Engineering, 5/E , Katsuhiko Ogata, ISBN-10: 0136156738. ISBN-13: 9780136156734. Prentice Hall, 912 pp, 2010.
- Robert L Woods, Kent L Lawrence, Modeling and Simulation of Dynamic Systems, ISBN 0-13-337379-7, Prentice-Hall, 1997.
- Karl Ulrich, Steven Eppinger, Product Design and Development, Third Edition, Mc Graw Hill Irwin, ISBN 0-07-247146-8, 2004.
- Modeling, Analysis, and Control of Dynamic Systems, 2nd Edition William J. Palm, III ISBN: 978-0-471-07370-3, Wiley, 864 pp.
- Modeling and Analysis of Dynamic Systems, 3rd Edition, Charles M. Close, Dean K. Frederick, Jonathan C. Newell, ISBN: 978-0-471-39442-6, Wiley, 592pp, 2001.
- Modern Control Systems, 11/E Richard C. Dorf Robert H. Bishop ISBN-10: 0132270285 ISBN-13: 9780132270281, Prentice Hall, 1056 pp, 2008.
- Engineering Design, 4th Edition. ISBN-13 9780072837032, Mc-Graw Hill, 864 pp, 2009.
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