Fiche de révision : Architecture des systèmes automatisés

📋 Plan du Cours

1. Systèmes automatiques et automatique
2. Classification des informations
3. Systèmes logiques et asservis
4. Régulateurs et systèmes suiveurs
5. Performances des systèmes asservis
6. Représentations SysML
7. Chaînes fonctionnelles
8. Schémas-blocs et causalité

📖 1. Systèmes automatiques et automatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Système automatique : Assure des opérations avec peu ou sans intervention humaine, sauf éventuellement pour son réglage.
• Automatique : La discipline scientifique qui traite du caractère asservi des systèmes automatisés ainsi que de la conception et de la réalisation des systèmes de commande.

★ À maîtriser

📌 Les entrées d’un système automatisé sont les causes issues du milieu extérieur, tandis que les sorties sont les effets fournissant la réponse du système.

• Les systèmes automatisés servent notamment à réaliser des tâches trop complexes, dangereuses, pénibles, répétitives ou nécessitant une grande précision.

Compléments

📌 Un système automatique comprend généralement une partie commande et une partie opérative.

💡 Astuce mémo

Entrées = causes ; sorties = effets

📖 2. Classification des informations

🔑 Notions clés & Définitions

• Information numérique : Un mot binaire constitué de plusieurs variables binaires appelées bits et traité sous forme d’un signal codé.

📝 Points essentiels

📌 Une information analogique peut prendre toutes les valeurs possibles de manière continue, tandis qu’une information discrète ne peut prendre qu’un nombre fini de valeurs.

• Une information logique peut prendre deux états opposés, notamment: vrai ou faux, oui ou non, présence ou absence, 0 ou 1

💡 Astuce mémo

Analogique = continu ; discret = fini

📖 3. Systèmes logiques et asservis

🔑 Notions clés & Définitions

• Système asservi : Traite des signaux analogiques ou numériques et fait évoluer sa sortie en fonction de l’entrée et d’un signal de mesure permettant de stabiliser l’état du système.

★ À maîtriser

📌 Un système à événements discrets possède des sorties logiques déterminées par des règles logiques en fonction des événements du système.

Compléments

• Un système asservi dont la sortie est une grandeur continue est aussi appelé servomécanisme.

💡 Astuce mémo

Logique = état ; asservi = évolution mesurée

📖 4. Régulateurs et systèmes suiveurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Système régulateur : Maintient une sortie constante ou une consigne constante en tenant compte des perturbations.
• Système suiveur : Ajuste en permanence son signal de sortie à un signal d’entrée qui varie en permanence.

💡 Astuce mémo

Régulateur = maintenir ; suiveur = suivre

📖 5. Performances des systèmes asservis

🔑 Notions clés & Définitions

• Stabilité : Une entrée bornée produit une sortie bornée.

★ À maîtriser

• Les critères de performance sont:
  • la stabilité
  • la précision
  • la rapidité
  • les dépassements
  • la sensibilité aux perturbations extérieures

📐 Formule — Pour une entrée constante en échelon E0, l’erreur statique vérifie $\mu_s=\lim_{t\to\infty}(E_0-s(t))$.

📐 Formule — Pour une entrée non constante e(t), l’erreur de traînage vérifie $\mu_{tr}=\lim_{t\to\infty}(e(t)-s(t))$.

Compléments

📐 Formule — Le taux de dépassement est donné par $D_1(\%)=100\times\frac{s(t_1)-s_\infty}{s_\infty}$.

💡 Astuce mémo

S-P-R-D-S : stabilité, précision, rapidité, dépassement, sensibilité

📖 6. Représentations SysML

🔑 Notions clés & Définitions

• Boîte noire : Un bloc dont on ne connaît que le système complet, le sous-système ou le composant, décrit par ses relations entre entrées et sorties ou par ses flux d’énergie et d’information.
• Diagramme BDD : Présente le système du point de vue de ses composants et répond à la question « qui contient quoi ? ».
• Diagramme IBD : Représente les échanges de matière, d’information et d’énergie entre les blocs d’un même niveau.

📝 Points essentiels

• Dans un IBD, les ports décrivent les flux entre constituants, avec un port standard pour une connexion physique et un flow port pour un flux de matière, d’information ou d’énergie.

💡 Astuce mémo

BDD = qui contient quoi ; IBD = quels flux circulent

📖 7. Chaînes fonctionnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Chaîne d’information : La chaîne d’information capte, traite et communique les informations afin de transmettre des ordres à la chaîne d’énergie ou de produire des messages pour les interfaces homme-machine.
• Chaîne d’énergie : La chaîne d’énergie, associée à sa commande, réalise une fonction de service selon les ordres de la chaîne d’information.

📝 Points essentiels

• La chaîne d’énergie regroupe les fonctions alimenter, distribuer, convertir, transmettre et adapter, puis agir.

• Les deux chaînes, d’information et d’énergie, sont toujours reliées entre elles.

💡 Astuce mémo

Information : acquérir, traiter, communiquer ; énergie : alimenter, distribuer, convertir, transmettre, agir

📖 8. Schémas-blocs et causalité

🔑 Notions clés & Définitions

• Schéma-bloc : Associe un modèle à chaque constituant et donne une représentation graphique du comportement d’un système décrit par des équations.
• Causalité : Le fait que l’entrée précède nécessairement la sortie selon un principe de cause à effet.

★ À maîtriser

📌 Un schéma-bloc causal ne fixe pas à l’avance les grandeurs d’entrée et de sortie d’un composant, tandis qu’un schéma-bloc causal les choisit selon le principe de causalité.

Compléments

• Un schéma-bloc causal comprend notamment des blocs, des points de sommation ou de comparaison, et des points de prélèvement ou de jonction.

• Pour construire un schéma-bloc, on place la consigne à gauche, la grandeur étudiée à droite, puis on relie les blocs entre eux selon la chaîne fonctionnelle.

💡 Astuce mémo

Consigne → traitement → action → mesure → écart

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des systèmes automatisés