Sciences industrielles pour l’ingénieur tout-en-un 1re année MPSI-PCSI-PTSI : Cours et exe by Eckhart Tolle


4058687518bf1a1-261x361.jpg Author Eckhart Tolle
Isbn 978-1577314806
File size 6.2MB
Year 2008
Pages 236
Language English
File format PDF
Category physics



 

Sciences industrielles pour l’ingénieur 1 re année MPSI-PCSI-PTSI Jean-Dominique Mosser Yves Granjon Professeur agrégé de sciences industrielles en classes préparatoires scientifiques au lycée Kléber à Strasbourg Professeur et directeur de l’École Nationale Supérieure d’Électricité et de Mécanique à Nancy Jacques Tanoh Professeur agrégé de sciences industrielles en classes préparatoires scientifiques au lycée Kléber de Strasbourg © Dunod, Paris, 2008 ISBN 978-2-10-053788-4 Table des matières 1 Étude des systèmes 1.1 1.2 1.3 1.4 Concepts et vocabulaire pour l’étude de systèmes complexes Modèle Approche fonctionnelle Approche structurelle 2 Mécanique – Les bases 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Orienter l’espace Définir un angle Les différents repères d’espace Vecteurs – Opérations sur les vecteurs Torseurs – Opérations sur les torseurs Dérivation vectorielle Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices 1 1 5 7 11 17 18 20 22 25 29 33 38 39 40 © Dunod. La photocopie non autorisée est un délit. 3 Mécanique Cinématique du solide indéformable 45 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 Les mouvements Trajectoires et lois horaires Vecteurs position, vitesse et accélération Le solide indéformable Le champ des vecteurs vitesses Composition des mouvements Le champ des vecteurs accélérations Mouvements particuliers Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices 46 48 50 53 54 57 60 62 65 67 70 III Table des matières 4 Mécanique – Contacts et liaisons 4.1 4.2 4.3 4.4 Chaîne de solides Les liaisons Les contacts Transmissions particulières Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices 5 Mécanique – Actions mécaniques 77 78 79 89 93 99 101 106 115 5.1 Concept d’action mécanique 5.2 Modèles d’actions mécaniques transmissibles 5.3 Les lois du frottement 116 123 130 Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices 135 138 141 6 Mécanique – Les lois de l’équilibre 149 6.1 Théorèmes de l’équilibre 6.2 Méthodologie de résolution 6.3 Équilibres particuliers 149 152 157 Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices 164 167 171 7 Systèmes logiques combinatoires 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 Introduction Problématique générale Mise en équation des fonctions logiques Circuits logiques combinatoires Simplification des fonctions logiques Les 16 fonctions logiques de deux variables Application au codage et au traitement de l’information Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices IV 181 181 182 185 187 190 191 193 201 201 203 Table des matières 8 Systèmes discrets séquentiels 8.1 Les systèmes logiques séquentiels 8.2 Le modèle GRAFCET 209 217 Exercice d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices 228 228 230 9 Modélisation et étude temporelle des systèmes continus 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 Cadre général de l’étude des systèmes continus La transformation de Laplace Fonction de transfert d’un système linéaire Étude temporelle des systèmes d’ordre 1 Étude temporelle des systèmes d’ordre 2 Identification d’un système Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices 10 Étude fréquentielle des systèmes continus 10.1 10.2 10.3 10.4 Étude harmonique des systèmes d’ordre 1 Étude harmonique des systèmes d’ordre 2 Approche métho-dique du tracé des diagrammes de Bode Diagramme de Nyquist Exercices d’application Exercices d’approfondissement Solutions des exercices © Dunod. La photocopie non autorisée est un délit. 209 233 233 236 241 247 251 255 258 259 260 265 265 270 275 282 286 286 287 Annexe 1 292 Annexe 2 293 Index 294 V Pour bien utiliser La page d’entrée de chapitre Elle propose une introduction au cours, un rappel des prérequis et des objectifs, ainsi qu’un plan du chapitre. ± Le cours − Les pictogrammes dans la marge ni Mo Mo er A n ie G Le cours aborde toutes les notions du programme de façon structurée afin d’en faciliter la lecture. La colonne de gauche fournit des remarques pédagogiques qui accompagnent l’étudiant dans l’assimilation du cours. Il existe quatre types de remarques, chacun étant identifié par un pictogramme. re Monie lgèb r éom é bre G r Algè onier étr ie M éom onier èbre M r Alg n ie Mo tr i e Géomé Commentaires pour bien comprendre le cours (reformulation d’un énoncé, explication d’une démonstration…). Indication du degré d’importance d’un résultat. Mise en garde contre des erreurs fréquentes. du central de l’axe tersection point d’in . nts ation le é de rot mouveme instantan n d’étude des centre pla le elle c ue ave On app cinématiq pour un torseur CIR et C.I.R. ou égé en ment abr est usuelle s Notation tion dan de rotation s de rota tantané é I ik. axe ins des tre not itions Le cen nt i / k est ent les pos graphiques. mouveme matérialis ctions de rotation lors des constru és tan t utilisés tres instan Les cen volution et son d’é le plan formable e 3 • Méc Chapitr anique ique du – Cinémat solide indé n Définitio ble ; indéforma • solide tion ; ; ion, rota é de sions : • translat n des mouvements instantan ou expres itio centre les mots • compos tané de rotation, définir Je sais tan ins ; • axe atique tion ; • ciném rota ; n. ment ment pla • mouve e, durée ; mouve• mouve dat ition des s: • temps, compos ; Je connai les de d’espace s formu • repère un mou• les troi; tiel ; points sur ments • référen ment de ; t nge dan cha coïnci mp mule de • point • la for ; ité du cha oire ; uiprojectiv vement élé• traject uisant l’éq teur acc vec trad ; et le aire mu r vitesse • la for teurs vitesse. • loi hor n, vecteu r positio des vec • vecteu ; ration ; r rotation • vecteu Rappel d’hypothèse ou de notation. Synthèse Savoirs faire Savoir- ; Je sais uvement sses. r un mo nts ; teurs vite tion ; des vec • nomme vecteur position ; nt de poi position par dériva changeme un t la com sse par élération • définir ment, soi teur vite teur acc er un vec du mouve ou un vec • calcul r vitesse t la nature isant soi un vecteu er util cul en • cal r vitesse un vecteu • tracer 64 VI La synthèse En fin de chapitre, elle propose un récapitulatif des savoirs et savoir-faire indispensables. cet ouvrage Exercices d’application − − Ils proposent à l’étudiant d’utiliser sa connaissance du cours pour résoudre des problèmes simples. Leur difficulté est indiquée sur une échelle de 1 à 3. − λ δ − − β θ α β − − α θ β θ β − − θ Exercices d’approfondissement α β α β β α − Ici, l’étudiant devra aller plus loin que la simple application pour résoudre des problèmes parfois transversaux et demandant une réflexion poussée. Leur difficulté est indiquée sur une échelle de 1 à 3. − − − − − − − − −  − − − − − − Les solutions des exercices Tous les exercices d’application et d’approfondissement sont corrigés. Les solutions sont regroupées en fin de chapitre. − − − Ω − − Ω − Ω − − − − − − − − − − − − − − − − − −− − − − − − − − −− −− − − −− − Ω − − − − Ω − Ω − − δ − Ω − Ω − − λδ λδ −  − λδ  VII Chapitre 3 • Suites numériques Avant-propos Cet ouvrage est destiné au jeune bachelier scientifique et se propose de lui faire découvrir les sciences industrielles pour l’ingénieur en s’appuyant sur le programme officiel des classes préparatoires aux grandes écoles de première année. Sa finalité est de donner outils et méthodes nécessaires à l’approche de réalisations industrielles selon un point de vue particulier : le calcul, la commande et le contrôle des mouvements. Sa structure est ainsi logique : – le premier chapitre présente les outils de description des systèmes et définit la frontière entre réel et modèle ; – les cinq chapitres suivants initient à la mécanique, science des mouvements, en détaillant la cinématique et les actions mécaniques ; – les quatre derniers posent les bases de l’automatique, science de la commande et du contrôle, sous les deux aspects continu et discret. Cet ouvrage sollicite les capacités d’abstraction et les compétences scientifiques du public concerné, et les développe en vue de mettre en œuvre : – des méthodes plus que des recettes ; – de la réflexion plus que des calculs ; – des clés plus que des solutions. Le cours est concis, avec des notations simples et transversales. Il nécessite une lecture attentive. Les exercices sont tous corrigés de façon détaillée, pour offrir au lecteur le temps de forger ses propres convictions. De plus, dès lors que les compétences acquises le permettent, des résultats d’expérimentation sont joints aux exercices, afin de confronter les résultats théoriques calculés à la réalité constatée. Les auteurs confient aux lecteurs la tâche de retourner remarques et suggestions en utilisant le courrier électronique à l’adresse [email protected] ou postal aux bons soins des éditions Dunod, et souhaitent à chacun d’eux une passionnante découverte des sciences pour l’ingénieur. Jean-Dominique Mosser VIII Étude des systèmes Plan CHAPITRE 1 Introduction 1.1 Concepts et vocabulaire pour l’étude de systèmes complexes 1 1.2 Modèle 5 1.3 Approche fonctionnelle 7 1.4 Approche structurelle 11 « Le métier de base de l’ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre de produits, de systèmes ou de services. Cette aptitude résulte d’un ensemble de connaissances techniques d’une part, économiques, sociales et humaines d’autre part, reposant sur une solide culture scientifique. » Cette définition du métier d’ingénieur est proposée par la Commission des Titres d’Ingénieur. Elle résume bien ce que l’on entend par « Étude des systèmes ». Ce chapitre s’attache à exposer les concepts de base associés, et à définir une partie du vocabulaire spécifique à cette activité. Prérequis Ce chapitre d’introduction est construit sans prérequis disciplinaire, mais requiert néanmoins : • le sens du concret ; • de la rigueur et de la cohérence. Objectifs • Acquérir le vocabulaire concernant les notions fondamentales relatives © Dunod. La photocopie non autorisée est un délit. à l’étude de systèmes complexes ; • S’entraîner aux changements d’approche et de point de vue ; • Comprendre la notion de modèle ; • S’approprier quelques outils de représentation. 1.1 Concepts et vocabulaire pour l’étude de systèmes complexes L’expression « système complexe » n’est pas à entendre dans ce chapitre au sens de difficile, mais au sens où la multitude des paramètres qui interviennent fait qu’un projet industriel n’a pas une solution unique. La solution adoptée est issue d’un ensemble de solutions possibles. Son choix est le résultat d’un compromis nécessaire entre des intérêts rarement convergents. 1 Chapitre 1 • Étude des systèmes Un servomécanisme est un mécanisme dont au moins une grandeur est contrôlée,par exemple une position,une vitesse… 1.1.1 Le champ d’activités de cet ouvrage se limite à la mécanique et à l’automatique concernant des servomécanismes : • la mécanique est la science des mouvements ; • l’ automatique est la science de la commande et du contrôle. Système a) Système et milieu environnant Le mot système est un de ces mots génériques que l’on trouve dans tous les domaines. Que l’on étudie un système solaire, un système sanguin, un système technique ou un système d’équations, on trouve toujours dans le thème abordé la racine grecque du mot signifiant un assemblage ou une composition. Définition ni Mo n ie G Mo re Monie lgèb er A r éom é bre G r Algè onier étr ie M éom onier èbre M r Alg n ie Mo tr i e Géomé Définition proposée par la norme ISO/IEC 15288:2002. Un système est un arrangement d’éléments en interaction, organisé en vue d’atteindre un ou plusieurs objectifs définis. Les idées fondamentales exprimées par cette définition sont nombreuses : • un système est un ensemble ; • cet ensemble peut être décrit à partir d’éléments ; • les éléments de cet ensemble sont en relation ; • un système a une finalité exprimée. On peut compléter ces propositions en constatant qu’un élément peut être lui-même un système, et un système peut-être lui-même un élément d’un système plus grand. Exemples – une machine est un système transformateur d’énergie ; – un mécanisme est un élément de la classe des machines qui transforme de l’énergie mécanique en énergie mécanique, autrement dit un système de transformation de mouvement ; – un moteur est un élément de la classe des machines qui fournit de l’énergie mécanique, à partir d’énergie électrique, thermodynamique ou chimique. Toute analyse commence par la définition du système dont on parle : Il s’agit de délimiter ce système, pour identifier son environnement. On imagine pour cela une frontière fictive entourant le système. Tout ce qui n’appartient pas au système ainsi circonscrit et qui entre en contact ou en relation avec le système définit le milieu environnant. Définition On appelle milieu environnant d’un système l’ensemble des éléments de l’univers en relation avec lui. Les éléments du milieu environnant sont généralement classés dans quatre grandes familles : • l’environnement humain ; • l’environnement matériel ; • l’environnement énergétique ; • la matière d’œuvre. 2 1.1 • Concepts et vocabulaire pour l’étude de systèmes complexes Univers Système Milieu environnant Figure 1.1 Le milieu environnant d’un système. b) Matière d’œuvre et valeur ajoutée Définition On appelle matière d’œuvre d’un système tout élément modifié par son intervention. Il existe trois grands types de matière d’œuvre : • un produit ou une matière ; • une énergie ; • une information. Définition La matière d’œuvre ne change pas de nature ! Seules évoluent ses caractéristiques. On appelle valeur ajoutée ce qui caractérise la modification des propriétés de la matière d’œuvre après passage dans le système. Cette modification concerne la forme, la position ou l’état de la matière d’œuvre. Exemple On s’intéresse à un aspirateur ménagé. La matière d’œuvre est constituée de : – l’air du lieu ; – un sac filtre ; – les éléments rencontrés par l’embout. © Dunod. La photocopie non autorisée est un délit. Entrent dans le système un sac propre et de l’air chargé de poussières et ressortent du système un sac de poussières et de l’air propre. La valeur ajoutée peut être alors exprimée par la proposition : La poussière est transférée de l’air aspiré au filtre sans endommager son support initial. c) Cycle de vie La notion de cycle de vie est indissociable d’un système technologique. Elle exprime les différentes étapes qui vont de sa conception initiale jusqu’au recyclage de ces constituants. 1.1.2 Fonction d’un système Définition On appelle fonction d’un système ce pour quoi il a été conçu. 3 Chapitre 1 • Étude des systèmes Notation Une fonction s’énonce par une phrase commençant par un verbe à l’infinitif. Il n’y a pas équivalence entre fonction et système. Un système remplit une fonction qui est directement liée à un besoin exprimé. Réciproquement, une fonction peut être réalisée par de multiples systèmes différents. Passer de l’objet à sa finalité permet de s’en détacher et ouvre ainsi le champ de l’innovation. 1.1.3 Analyse et expression du besoin a) Expression du besoin La première question à se poser lorsque l’on étudie ou l’on conçoit un système est : « Pourquoi le produit existe-t-il ? » Ce désir de comprendre et de justifier prend racine dans la volonté de satisfaire le besoin du « client ». La figure (1.2) diversifie la question initiale en demandant une réflexion autour de trois axes : • À qui rend-il service ? • Sur quoi agit-il ? • Dans quel but ? À qui rend-il service ? Sur quoi agit-il ? E.M.E. Client E.M.E.: acronyme de « Élément du Milieu Environnant ». Système Dans quel but ? Figure 1.2 Expression du besoin. Deux questions sousjacentes complètent cette première recherche : • Qu’est-ce qui pourrait faire évoluer le besoin ? • Qu’est-ce qui pourrait faire disparaître le besoin ? Un critère est une règle que l’on définit en vue d’émettre une opinion ou de prendre une décision. Le client est associé à cette démarche initiale pour qu’il puisse expliciter son besoin. La codification de son attente se fait en trois étapes : • identifier les éléments du milieu environnant ; • pour chacun d’eux, appliquer la grille précédente en vue d’énoncer la fonction correspondant au service rendu ; • définir les critères que l’on applique pour évaluer la réalisation de la fonction. Une fonction ainsi énoncée est appelée fonction de service, et est souvent notée en abrégé FS. Exemple On reprend l’aspirateur ménager cité précédemment en s’intéressant à deux éléments particuliers du milieu environnant. 4 1.2 • Modèle • le sac filtre −→ FS : Filtrer l’air aspiré L’énoncé de la fonction commence par un verbe à l’infinitif. Valeur Critère diamètre des parti- > xxx µm cules niveau sonore < yy dB • le sol −→ FS : Ne pas abîmer le support Critère Valeur présence de rayures aucune b) Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) On appelle Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) le document qui expose l’ensemble des caractéristiques attendues des fonctions de service. La figure (1.3) en donne l’allure générale. N Expression de la fonction FS Critère Niveau Limite Figure 1.3 Cahier des Charges Fonctionnel. Ce document sert de contrat entre le client et le fournisseur. Du point de vue du client, chaque ligne permet un contrôle de la prestation fournie, et du point de vue du fournisseur, chaque ligne induit un niveau d’exigence à la conception. 1.2 Modèle Définition © Dunod. La photocopie non autorisée est un délit. Un modèle est une description simplifiée du réel destinée à en représenter un des aspects. Un modèle se doit de posséder quatre qualités essentielles : • la simplicité, pour être facile à élaborer et à simuler ; • la validité, pour assurer la cohérence entre les approches théorique et empirique ; • l’exhaustivité, pour être transposable à d’autres systèmes ; • la fécondité, pour générer de nouveaux modèles. 1.2.1 Modélisation Définition On appelle modélisation l’activité qui consiste à associer des modèles à un système. 5 Chapitre 1 • Étude des systèmes Cette activité consiste en un va-et-vient permanent entre le réel et ses modèles, comme l’illustre la figure (1.4) : • au système correspond le champ empirique, domaine de l’expérimentation et de la mesure ; • aux modèles correspond le champ théorique, qui conduit aux calculs et à la simulation. Modéliser Système Modèles im ul e r ter en Expérim er r M es u calculer Modifier S Performances Performances simulées mesurées Figure 1.4 Les activités associées à la modélisation. La comparaison des performances mesurées et des performances simulées a trois conséquences : • • • permettre la validation d’un modèle proposé ; provoquer la recherche de nouveaux modèles ; inciter à l’évolution du système étudié. L’intérêt porté à un système technique se traduit souvent par des questions : • • • • à quoi ça sert ? comment ça marche ? comment c’est fait ? où trouve-t-on cela ? Chacune de ces questions concerne une approche différente du système. Chacune de ces approches induit des modèles permettant de mettre en avant un aspect particulier du système, et chaque aspect est une spécialité dans laquelle on peut développer un niveau d’expertise. 1.2.2 Différentes approches Les quatre questions précédentes permettent de classer les modèles en fonction de l’approche adoptée, et ce classement est présenté sur la figure (1.5). • • Les noms en caractères droits sont des modèles abordés dans cet ouvrage ; Les noms des modèles écrits en italique sont donnés en complément à titre d’exemple. Les outils concernant les approches comportementale et organisationelle sont développés au cours des chapitres suivants. Cette section présente rapidement les points de vue qui ne sont pas developpés par ailleurs. 6 1.3 • Approche fonctionnelle F ONCTIONNELLE ... Dynamique Cinématique Analyse fonctionnelle (CdCF) Organigramme Analyse de la valeur (AV) Chronogramme Analyse arborescente (FAST, . . . ) Analyse descendante (S ADT, . . . ) G RAFCET ... Analyse sagittale (A PTE, . . . ) ... S TRUCTURELLE S YSTÈME C OMPORTEMENTALE ... ... Théorie des graphes Images Dessin technique Méthode matricielle Recherche opérationnelle Schéma organique Schéma symbolique Gestion de processus Gestion de projets ... Schéma cinématique Schéma bloc O RGANISATIONNELLE Figure 1.5 Différentes approches pour un système complexe. 1.3 Approche fonctionnelle Lorsque l’on parle de boîte noire,on veut dire que l’on ne s’intéresse pas à son contenu. 1.3.1 Une idée directrice prédomine lors de l’étude de systèmes complexes. À tous les niveaux, un élément est considéré comme une boîte noire et le travail principal de l’ingénieur-système consiste à mettre en évidence de manière la plus exhaustive possible les relations entre les différentes boîtes posées. Analyse sagittale L’analyse sagittale consiste à exprimer les relations entre les éléments d’un ensemble. Env 1 Fp 1 Env 6 Env 5 Fc3 Env i est un des éléments du milieu environnant. Fc2 3 SYSTÈME Fp Env 2 4 Fc Env 4 Env 3 Figure 1.6 Structure d’un diagramme sagittal. 7 Chapitre 1 • Étude des systèmes A PTE : APplications des Techniques d’Entreprises. Le modèle APTE est issu d’une palette d’outils nécessaires à l’écriture du « Cahier des Charges Fonctionnel » présenté page 5. Il prolonge et met en forme l’expression des fonctions de service attendues, en analysant les interactions du produit ou du système avec son environnement. Le diagramme de la figure (1.6) met en évidence, issus des fonctions de service, deux types de fonctions : • les fonctions dites principales (FP) mettent en relation deux éléments du milieu environnant par l’intermédiaire du système étudié. • les fonctions dites de contrainte (FC) expriment l’adaptation du système à son environnement. Exemple Machine à corder des raquettes Raquette Fp1 Opérateur Fc1 Fc6 Fc7 Fc3 Fc4 Énergie Cordeuse Fc5 Fp2 Fp3 Fc2 Corde Esthétique Figure 1.7 Diagramme sagittale d’une cordeuse de raquette. Fonctions principales : – Fp1 : Permettre à l’opérateur de fixer la raquette et de l’orienter ; – Fp2 : Permettre à l’opérateur de fixer la corde sur le mors ; – Fp3 : Tendre la corde sur le cadre de la raquette. Fonctions contraintes : – Fc1 : Acquérir la consigne de tension ; – Fc2 : Maintenir la tension ; – Fc3 : S’adapter à différents types de raquette ; – Fc4 : Modifier l’énergie ; – Fc5 : Être esthétique ; – Fc6 : Être ergonomique ; – Fc7 : Respecter les normes de sécurité. 1.3.2 Analyse arborescente L’analyse arborescente s’intéresse à la hiérarchisation des informations. FAST : Function Analysis System Technic. 8 Dans le cadre de l’analyse fonctionnelle des systèmes, le modèle FAST propose une structure arborescente horizontale. Elle se ramifie de la gauche vers la droite, de la fonction initiale jusqu’aux solutions techniques de réalisation, en associant aux deux sens de lecture les questions « pourquoi ? » et « comment ? » Tout déplacement vers la droite répond à la question : Comment réaliser cette fonction ? • Comment est réalisée la fonction i ? Par la fonction k. Tout déplacement vers la gauche répond à la question : Pourquoi réaliser cette fonction ? • Pourquoi est réalisée la fonction k ? Parce qu’il faut réaliser la fonction i. Il est complété vers le haut ou vers le bas pour définir les fonctions devant être assurées simultanément ou en alternative. 1.3 • Approche fonctionnelle Pourquoi ? Fonction i Fonction k Comment ? Figure 1.8 Les deux sens de lecture pour le FAST. Exemple La mise en pratique de cette analyse sur la cordeuse de raquette est présentée sur la figure (1.9) Fixer la raquette Berceau Acquérir consigne tension Clavier Fixer la corde Mors Tendre la corde CORDER UNE RAQUETTE Maintenir la tension Transformer l’énergie Adapter l’énergie mécanique Pignons, chaîne, chariot Mesurer la tension de la corde Capteur de déplacement et ressort Afficher la consigne de tension Afficheur Gérer l’énergie électrique Micro-contrôleur et programmes Serrer la corde Pinces et Griffes Guider et bloquer les pinces © Dunod. La photocopie non autorisée est un délit. Moto-réducteur électrique Rails et coulisseaux Orienter la raquette Guidage en rotation Adapter l’énergie électrique Alimentation Figure 1.9 Un diagramme FAST concernant une cordeuse de raquette. 1.3.3 Analyse descendante Le principe de l’analyse descendante est exprimé dans la définition même d’un système. L’étude interne du système se fait progressivement, structurée par niveaux, comme le montre la figure (1.11). Chaque niveau apporte les informations qui permettent 9 Chapitre 1 • Étude des systèmes de comprendre la réalisation de la fonction dont il est issu, et les niveaux successifs amènent une connaissance de plus en plus fine des moyens mis en œuvre ; SADT :Structured Analysis for Design and Technic. On décrit ici un modèle inspiré de la méthode SADT. L’élément de base est une boîte appelée actigramme, détaillée sur la figure (1.10) : Données de contrôle Énergie Matière d’œuvre entrante Pertes et nuisances Informations Fonction Matière d’oeuvre + Valeur ajoutée Système Figure 1.10 Formalisme d’un actigramme. La syntaxe à respecter est très précise : • le contenu de la boîte se limite à l’énoncé de la fonction réalisée ; • à gauche entre la matière d’œuvre ; • à droite sort la matière d’œuvre modifiée, ainsi que toutes les productions dérivées, du message d’information jusqu’aux déchets produits ; • par le haut arrivent les données dites de contrôle et l’énergie nécessaire au fonctionnement. Les données de contrôle comprennent les ordres et consignes de fonctionnement, ainsi que tous les paramètres de réglage concernant la fonction traitée ; • est ajouté en bas le nom de l’objet technique remplissant la fonction. La méthode est valide lorsque l’on veille à la cohérence des informations au changement de niveau. Tout ce qui franchit les frontières d’une boîte doit se retrouver à l’identique en changeant de niveau. A-0 A1 A2 A3 A0 A10 A11 A12 A1 Figure 1.11 Principe de l’analyse descendante. 10 1.4 • Approche structurelle Sur la figure (1.11) sont nommés les niveaux : • le niveau A-0 représente la description la plus globale du système, par une seule boîte ; • le niveau A0 commence à décomposer le système ; • le niveau A1 détaille la première boîte posée au niveau précédent ; • on détaille chaque niveau par un nombre de boîtes de préférence inférieur à cinq, de manière à conserver une lisibilité satisfaisante. 1.4 Approche structurelle On s’intéresse dans cette section plus particulièrement à la description des systèmes automatisés. 1.4.1 Structure d’un système automatisé Définition Un système automatisé est un ensemble de moyens techniques interconnectés à des moyens de commande et de contrôle qui assure un fonctionnement reproductible plus ou moins indépendant des interventions humaines. Consignes Ordres PC Informations PO Comptes Rendus Figure 1.12 Partie commande et partie opérative d’un système automatisé. Partie Commande – PC © Dunod. La photocopie non autorisée est un délit. La partie commande d’un système automatisé est un ensemble capable de reproduire un modèle de fonctionnement exprimant le savoir-faire humain. Elle commande la partie opérative pour obtenir les effets voulus, par l’émission d’ordres en fonction d’informations disponibles, comptes rendus, consignes et du modèle construit. Elle peut échanger des informations avec l’opérateur ou d’autres systèmes. Les principales fonctions assurées par la partie commande sont : • • • • • échanger des informations avec l’opérateur ; échanger des informations avec d’autres systèmes ; acquérir les données ; traiter les données ; commander la puissance. Partie Opérative – PO La partie opérative d’un système automatisé assure la transformation des matières d’œuvre permettant l’élaboration de la valeur ajoutée. Les principales fonctions assurées par la partie opérative sont : • • • • distribuer l’énergie ; transformer l’énergie ; adapter l’énergie ; agir sur la matière d’œuvre. 11

Author Eckhart Tolle Isbn 978-1577314806 File size 6.2MB Year 2008 Pages 236 Language English File format PDF Category Physics Book Description: FacebookTwitterGoogle+TumblrDiggMySpaceShare Cet ouvrage s’adresse aux étudiants en première année de classes préparatoires scientifiques MPSI-PCSI-PSI. Il couvre tout le programme des sciences pour l’ingénieur. Autour des deux grandes parties que sont la Mécanique et l’Automatique, ce livre en deux couleurs propose dans chaque chapitre : un cours clair, accessible ; abondamment illustré, avec des commentaires pédagogiques ; une rubrique «Synthèse» faisant le point sur les savoirs et les savoir-faire à retenir et à maîtriser ; des exercices d’application directe du cours et des exercices d’approfondissement classés par niveau de difficulté ; les corrigés détaillés de tous les exercices.     Download (6.2MB) Sciences industrielles pour l’ingénieur tout-en-un 2e année MP, PSI, PT : Cours et exercices corrigés “Naissance de la physique, de la Sicile à la Chine” Électromagnétisme : Propagation et lignes électriques L’Examen clinique du nouveau-né Sources et évolution de la physique quantique : Textes fondateurs Load more posts

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *