Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1733  Gr. 01
Titre : Modélisation et simulation en génie électrique
Session : Automne 2018  Horaire et local
Professeur : Bougataya, Mohammed
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure : de modéliser, concevoir et simuler un système électrique. Les solutions d'ingénierie proposées devront intégrer des préoccupations de développement durable.

Contenu

Le cours vise à développer les connaissances de l'étudiant en conception, en modélisation et en simulation de systèmes électriques. Les composantes de la méthodologie de conception, incluant l'observation, la modélisation, le prototypage et la simulation sont assimilées à travers la réalisation d'un projet de génie électrique. Les solutions d'ingénierie proposées doivent être guidées par des préoccupations de développement durable. L'accent est mis sur l'apprentissage du travail en équipe, la gestion de projet, les méthodes de recherche d'informations, et les techniques de communication écrite et orale.

2. Objectifs spécifiques du cours :

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

1. Vérifier le respect des contraintes de design d'un circuit; simuler la réponse temporelle avec un simulateur pour évaluer et valider les résultats

2. Identification et mesures

3. Développer l'intuition et un esprit d'analyse du problème

3

 1. Formuler et tester des hypothèses de travail.

x

1. Méthodologie du design et de la CAO

2. Introduction à l'optimisation

3. Réalisation de prototypes, créativité

4. Implantation électronique

5. Application des méthodes d'optimisation en CAO aux commandes des systèmes électriques

4
1. Identifier les besoins des clients et les contraintes économiques, réglementaires et législatives, environnementales, culturelles, sociales, et de santé et sécurité.

x
2. Produire et comparer différentes solutions possibles afin de sélectionner le meilleur concept.

x
3. Créer des modèles, simulations, prototypes, et faire des tests.

x
4. Vérifier la conformité de la conception par rapport au cahier des charges.

x
1. Travail individuel et en équipe

6

 2 - Contribuer équitablement au travail d'équipe.

x
3 - Contribuer à l'efficacité de l'équipe: participation, initiative, résolution de conflit, etc..

x
3. Stratégies pédagogiques :

Les formules pédagogiques suivantes seront utilisées:

1. Cours magistral (une période par semaine)

2. Projet de conception à réaliser en équipe

3. Séances de travaux pratiques (une période de 3h par semaine)

4. Lecture personnelle

4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :

Consultation sur rendez-vous.

5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1   

Objectifs du cours modélisation et simulation

 10 sept. 2018 
2   

Introduction générale : processus de la modélisation, simulation des systèmes mécaniques, principes du design, prototypage, moteur CC.

Laboratoire 1 :Modélisation d'un capteur avec Arduino & la programmation en C (22 septembre)

 17 sept. 2018 
3   

Méthodologie du design et de la CAO : analyse du problème, identification des composants, simulation des composants, validation, expérimentation simulée, optimisation, prototypage

Laboratoire 2 : Modélisation et simulation d'un système de stockage de l'énergie avec un contrôleur de la charge (28 septembre)

 24 sept. 2018 
4   

Modélisation : étapes de modélisation, modèle dynamique et statique.

Laboratoire 3 : Réalisation avec une carte de contrôle d'un système de stockage de l'énergie avec un contrôleur de la charge (5 octobre)

01 oct. 2018 
5   

Semaine d'études

 08 oct. 2018 
6   

Examen de mi-session

 15 oct. 2018 
7   

Expérimentation simulée dans SIMULINK : processus de développement

Laboratoire 4 : Analyse, Identification et Simulation d'un système de commande de position d'un moteur à courant continu (26 octobre)

22 oct. 2018 
8   

Identification : détermination des paramètres du modèle, méthodologie, identification des sous-systèmes.

Laboratoire 5 : Réalisation avec une carte de contrôle d'un système de commande de position d'un moteur à courant continu (02 novembre)

29 oct. 2018 
9   

Analyse, conception et commande des systèmes électriques

Laboratoire 6 : Analyse, Identification et Simulation d'un système de commande de la vitesse d'un moteur à courant continu (9 novembre)

05 nov. 2018 
10   

Évaluation intermédiaire du projet : présentations orales, démonstrations, examens individuels, journal de bord.

Laboratoire 7 : Réalisation avec une carte de contrôle d'un système de commande de vitesse d'un moteur à courant continu (16 novembre)

12 nov. 2018 
11   

Introduction aux méthodes d'optimisation en CAO

Projet de conception (en laboratoire)

19 nov. 2018 
12   

Modélisation et simulation numériques

Projet de conception (en laboratoire)

26 nov. 2018 
13   

Modélisation et contrôle de procédés industriels

Projet de conception (en laboratoire)

03 déc. 2018 
14   

Présentation d'un projet type : modélisation/simulation et réalisation

Projet de conception (en laboratoire)

10 déc. 2018 
15   

Évaluation finale du projet : présentations orales, démonstrations, examens individuels, journal de bord

 17 déc. 2018 
6. Évaluation du cours :
Outils d'évaluation Pondération Indicateurs mesurés
Travaux pratiques (7)

35 %

 3.1 et 4.3
Examen mi-session

20 %

 3.1 et 4.1
Évaluation intermédiaire du projet

15 %

 4.1, 4.2 et 4.3
Évaluation finale du projet

30 %

 4.4, 6.2 et 6.3

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
7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :

1. Modeling and Simulation in the Systems Engineering Life Cycle. ISBN 978-1-4471-5634-5. Springer, 405 pp, 2015.

2. Linear Dynamic Systems and Signals, Zoran Gajic, Rutgers University, ISBN-10: 0201618540, ISBN-13: 9780201618549, Prentice Hall, 2003, Format: Paper; 646 pp, 08/07/2002.

3. Modern Control Engineering, 5/E, Katsuhiko Ogata, ISBN-10: 0136156738. ISBN-13: 9780136156734. Prentice Hall, 2010, Format: Paper; 912 pp, 08/25/2009.

4. Modeling and Analysis of Dynamic Systems, third Edition, Charles M. Close, Dean K. Frederick, Jonathan C. Newell, ISBN: 978-0-471-39442-6, Paperback, 592 pages, August 2001. Wiley.

5. Modern Control Systems, 11/E Richard C. Dorf Robert H. Bishop ISBN-10: 0132270285 ISBN-13: 9780132270281 Prentice Hall 2008 1056 pp, 07/31/2007.

6. Robert L Woods, Kent L Lawrence, Modeling and Simulation of Dynamic Systems, ISBN 0-13-337379-7, Prentice-Hall, 1997.

7. Modeling, Analysis, and Control of Dynamic Systems, second Edition William J. Palm, III ISBN: 978-0-471-07370-3, Wiley, 864 pp, 2000.

9. Page Web du cours :
https://moodle.uqo.ca