Introduction to Control System | Control System Engineering | Lecture 01

Summary

Bienvenue dans le cours d'ingénierie des systèmes de contrôle proposé par le département de génie électrique et informatique. Ce cours, enseigné par Narayan Longjourney, couvre les objectifs d'apprentissage clés, tels que la modélisation mathématique des systèmes physiques, l'analyse du domaine fréquentiel et temporel, et la conception de contrôleurs pour atteindre les exigences de performance. Le cours distingue entre les systèmes à boucle ouverte et à boucle fermée, et explore les types d'entrées et la manière dont elles influencent les systèmes. Les étudiants apprendront à évaluer la stabilité, les performances temporelles et les erreurs d'état des systèmes, et à concevoir des contrôleurs pour répondre aux besoins spécifiques.

Takeaways

• 📘 Bienvenue aux étudiants dans le cours d'ingénierie des systèmes de contrôle proposé par le département de génie électrique et informatique.
• 🌟 L'instructeur du cours, Narayan Longjourney, souhaite la bienvenue et souhaite la bonne santé à tous pendant la pandémie de coronavirus.
• 🎯 Le cours a pour objectif d'explorer les principes et les lois suivies par les systèmes physiques pour leurs opérations.
• 📊 Les objectifs d'apprentissage du cours incluent le développement de modèles mathématiques pour différents systèmes physiques, l'analyse dans les domaines temporel et fréquentiel, et l'étude de la stabilité du système.
• 📚 Le manuel de référence pour le cours est 'Control System Engineering' par Norman S. Nise, édition sixième.
• 🔍 Les étudiants seront initiés aux équations différentielles et aux fonctions de transfert, et apprendront à les appliquer dans le contexte des systèmes de contrôle.
• 🔄 Le cours couvre les configurations des systèmes de contrôle, y compris les systèmes à boucle ouverte et à boucle fermée, ainsi que leur mise en œuvre.
• 🤖 Des exemples pratiques sont donnés, tels que les machines à laver et les voitures avec et sans contrôle de croisière, pour illustrer les concepts de boucle ouverte et de boucle fermée.
• 📈 L'analyse des performances des systèmes de contrôle inclut l'examen de la stabilité, de la réponse temporelle et des erreurs d'état stationnaire.
• 📊 Les signaux d'essai courants, tels que les signaux impulsionnels, de pas, de rampe, parabolique et sinusoïdal, sont étudiés pour évaluer la réponse des systèmes de contrôle.
• ❓ Les étudiants sont encouragés à poser des questions pour une meilleure compréhension des concepts abordés dans le cours.

Q & A

Quel est l'objectif principal du cours d'ingénierie des systèmes de contrôle?

L'objectif principal est de développer un modèle mathématique pour différents systèmes physiques, d'analyser ces systèmes dans les domaines temporel et fréquentiel, d'étudier leur stabilité, de vérifier si les performances répondent aux exigences données et, si nécessaire, de concevoir un contrôleur pour atteindre les objectifs souhaités.

Quels sont les cinq CLO (Course Learning Objectives) abordés dans le script?

Les cinq CLO sont: 1) Développer un modèle mathématique pour différents systèmes physiques. 2) Effectuer une analyse de domaine fréquentiel avec l'opérateur de Laplace et développer une fonction de transfert. 3) Effectuer une analyse du domaine temporel et de l'erreur d'état stationnaire. 4) Déterminer la stabilité du système. 5) Concevoir un contrôleur pour répondre aux exigences données.

Quels sont les types de systèmes physiques que l'on peut étudier dans ce cours?

On peut étudier des systèmes physiques continus dans le domaine temporel, des systèmes électroniques, mécaniques, et même des systèmes combinés comme des robots qui sont des systèmes électromécaniques.

Quelle est la différence entre un système à boucle ouverte et un système à boucle fermée?

Dans un système à boucle ouverte, l'output n'est pas surveillé ou contrôlé par le système, tandis qu'un système à boucle fermée surveille et compare l'output avec l'input désiré pour ajuster la performance du système en conséquence.

Quels sont les composants fondamentaux d'un système de contrôle?

Les composants fondamentaux d'un système de contrôle incluent le plante (système à contrôler), le capteur (pour mesurer l'output) et le contrôleur (qui fournit le signal de contrôle).

Comment un lave-linge peut-il être un exemple de système à boucle ouverte?

Un lave-linge est un exemple de système à boucle ouverte car il fonctionne selon une séquence prédéfinie sans surveillance continue de la propreté des vêtements, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de retour d'information pour ajuster le processus en cours.

Pourquoi un système à boucle fermée est-il considéré comme plus robuste face aux perturbations externes?

Un système à boucle fermée est plus robuste car il peut ajuster en temps réel sa performance en fonction des variations externes en surveillant et en comparant l'output avec l'input désiré, ce qui permet de compenser les perturbations.

Quels sont les types de signaux d'entrée utilisés pour analyser les systèmes de contrôle?

Les types de signaux d'entrée incluent le signal d'impulsion, le signal de marche, le signal rampe, le signal parabolique et le signal sinusoidal, chacun étant utilisé pour des analyses spécifiques telles que la réponse transitoire, l'erreur d'état stationnaire, etc.

Quels sont les livres de référence recommandés pour le cours?

Les livres de référence recommandés sont 'Control System Engineering' par Norman S. Nise dans sa sixième édition et 'Modern Control Engineering' par K. Ogata.

Comment les notes sont-elles distribuées pour les cours en ligne dans ce script?

Pour les cours en ligne, les notes sont divisées entre deux quizzes et trois devoirs, avec un minimum de deux quizzes et trois devoirs à soumettre, et 50% des notes sont basées sur les notes finales.