QCM : Modélisation des systèmes automatisés — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle caractéristique définit un système automatisé ?

Il réalise des opérations de façon autonome après une programmation et un réglage préalables.
Il produit des résultats uniquement lorsque l’opérateur commande chaque étape.
Il adapte son fonctionnement sans programmation ni réglage préparatoire.
Il exécute chaque opération après une intervention humaine durant son fonctionnement.

Il réalise des opérations de façon autonome après une programmation et un réglage préalables.

Explication

Un système automatisé fonctionne de manière autonome, l’intervention humaine étant limitée à la programmation et au réglage préalable. Un système nécessitant une commande humaine à chaque étape n’est pas décrit par cette définition.

2. Dans une chaîne de production, quelle amélioration relève principalement de la productivité plutôt que de la qualité ?

Améliorer la conformité des produits aux spécifications.
Accroître la précision obtenue lors du contrôle final.
Réduire le temps et le coût nécessaires à la fabrication.
Diminuer le nombre d’erreurs dans les pièces produites.

Réduire le temps et le coût nécessaires à la fabrication.

Explication

La productivité concerne notamment la rapidité et le coût de production. La réduction des erreurs et l’augmentation de la précision relèvent plutôt de la qualité.

3. Un contrôleur doit-il examiner l’état précédent d’un système pour déterminer sa sortie : de quelle logique s’agit-il ?

De la logique séquentielle, car elle tient compte de la chronologie et de l’état antérieur.
De la logique combinatoire, car elle utilise les entrées présentes à chaque instant.
De la logique analogique, car elle traite des grandeurs variant dans le temps.
De la logique binaire, car elle associe chaque entrée à une valeur vraie ou fausse.

De la logique séquentielle, car elle tient compte de la chronologie et de l’état antérieur.

Explication

La logique séquentielle prend en compte la chronologie des événements et l’état précédent du système. La logique combinatoire détermine sa sortie à partir des entrées présentes.

4. Dans un système automatisé, comment classer une perturbation provenant du milieu extérieur et modifiant le fonctionnement ?

Comme une consigne, car elle impose une valeur de fonctionnement recherchée.
Comme une entrée voulue, car elle agit sur le comportement du système.
Comme une entrée subie, car elle constitue une cause extérieure non commandée.
Comme une sortie, car elle produit un effet observable sur le système.

Comme une entrée subie, car elle constitue une cause extérieure non commandée.

Explication

Une perturbation est une entrée subie, puisqu’elle provient de l’extérieur sans constituer un ordre ou une consigne. Une entrée voulue correspond au contraire à une commande recherchée.

5. Un système reçoit deux signaux dont les sorties associées sont s1(t) et s2(t). Quelle propriété possède-t-il si l’entrée ae1(t) + be2(t) produit as1(t) + bs2(t) pour tous réels a et b ?

Il est invariant, car ses caractéristiques restent identiques au cours du temps.
Il est linéaire, car il conserve toute combinaison linéaire des signaux.
Il est continu, car ses grandeurs évoluent sans discontinuité temporelle.
Il est séquentiel, car sa sortie dépend de l’ordre des signaux reçus.

Il est linéaire, car il conserve toute combinaison linéaire des signaux.

Explication

La linéarité signifie que toute combinaison linéaire des entrées produit la même combinaison linéaire des sorties associées. L’invariance concerne plutôt la conservation des caractéristiques lors d’un décalage temporel.

6. Quelle situation caractérise un système invariant dans le temps ?

Un décalage de l’entrée de τ entraîne le même décalage de la sortie, sans modifier les caractéristiques.
Une limitation de l’entrée à deux valeurs transforme l’information en donnée binaire.
Une multiplication de l’entrée par un coefficient entraîne la sortie multipliée par ce coefficient.
Une sélection régulière de valeurs transforme le signal continu en signal numérique.

Un décalage de l’entrée de τ entraîne le même décalage de la sortie, sans modifier les caractéristiques.

Explication

Un système invariant conserve ses caractéristiques au cours du temps : si e(t) produit s(t), alors e(t−τ) produit s(t−τ). La multiplication correspond à une propriété de linéarité, tandis que les autres propositions décrivent une numérisation ou une information binaire.

7. Que fait l’échantillonnage lors de la numérisation d’un signal ?

Il limite le signal à deux valeurs possibles avant toute mesure temporelle.
Il conserve toutes les valeurs du signal et les rend continues dans le temps.
Il convertit certaines valeurs du signal relevées à des instants régulièrement espacés.
Il remplace chaque valeur du signal par une commande destinée au système.

Il convertit certaines valeurs du signal relevées à des instants régulièrement espacés.

Explication

L’échantillonnage consiste à relever certaines valeurs d’un signal à des instants régulièrement espacés afin de le numériser. Il ne conserve donc pas toutes les valeurs continues et ne se réduit pas à une information binaire.

8. Quel est l’objectif de l’analyse des performances d’un système continu ?

Décrire les perturbations extérieures sans examiner la réponse du système étudié.
Comparer le comportement obtenu aux performances recherchées dans le Cahier des Charges Fonctionnel.
Remplacer le Cahier des Charges Fonctionnel par les résultats observés en fonctionnement.
Déterminer la programmation nécessaire avant de mesurer le comportement obtenu.

Comparer le comportement obtenu aux performances recherchées dans le Cahier des Charges Fonctionnel.

Explication

L’analyse vise à rapprocher la réponse expérimentale ou simulée des performances définies dans le Cahier des Charges Fonctionnel. Le cahier définit le comportement recherché, tandis que la réponse observée décrit le comportement obtenu.

9. Un système atteint une valeur finale différente de la consigne après la disparition du régime transitoire. Quelle performance évalue l’écart observé ?

La sensibilité, qui mesure la variation de la sortie due à une perturbation.
La rapidité, qui mesure la durée nécessaire pour atteindre la réponse finale.
La précision, qui mesure l’écart entre la consigne et la valeur atteinte en régime permanent.
La stabilité, qui vérifie l’absence de divergence de la sortie par rapport à l’entrée.

La précision, qui mesure l’écart entre la consigne et la valeur atteinte en régime permanent.

Explication

La précision caractérise l’écart final entre la valeur visée et la valeur effectivement atteinte en régime permanent. La rapidité concerne la durée de réponse, et non l’écart final.

10. Comment définir le temps de réponse à 5 % d’un système ?

C’est le temps nécessaire pour annuler l’écart entre la sortie et la consigne en régime permanent.
C’est la durée pendant laquelle la sortie reste proportionnelle à la valeur instantanée de l’entrée.
C’est le temps nécessaire pour entrer dans une bande de plus ou moins 5 % autour de la valeur finale et y rester.
C’est la durée séparant l’application de la consigne et le premier dépassement de la valeur finale.

C’est le temps nécessaire pour entrer dans une bande de plus ou moins 5 % autour de la valeur finale et y rester.

Explication

Le temps de réponse à 5 % correspond à l’instant à partir duquel la sortie reste dans une bande de plus ou moins 5 % autour de sa valeur finale. Le premier dépassement ne suffit pas à définir ce temps, car la sortie doit ensuite rester dans la bande.

11. Quelle condition caractérise la stabilité d’un système soumis à une entrée bornée ?

La sortie atteint la consigne avec un écart final inférieur à 5 %.
La sortie reste bornée et ne diverge pas par rapport à l’entrée.
La sortie reproduit toute combinaison linéaire des signaux d’entrée.
La sortie varie instantanément dès qu’une perturbation modifie l’entrée.

La sortie reste bornée et ne diverge pas par rapport à l’entrée.

Explication

La stabilité exige l’absence de divergence de la sortie et, pour une entrée bornée, une sortie également bornée. L’écart inférieur à 5 % relève du temps de réponse, tandis que les autres propositions concernent la sensibilité ou la linéarité.

12. Quelle distinction caractérise une chaîne directe par rapport à une chaîne à retour lorsqu’une perturbation aléatoire affecte le système ?

La chaîne directe mesure la sortie, tandis que la chaîne à retour impose une entrée prédéterminée.
La chaîne directe compense toute perturbation, tandis que la chaîne à retour fonctionne sans capteur.
La chaîne directe compare la sortie à la consigne, tandis que la chaîne à retour amplifie seulement l’entrée.
La chaîne directe ne mesure pas la sortie, tandis que la chaîne à retour la mesure pour corriger l’écart.

La chaîne directe ne mesure pas la sortie, tandis que la chaîne à retour la mesure pour corriger l’écart.

Explication

Une chaîne à retour exploite la mesure réelle de la sortie pour comparer cette dernière à la consigne et corriger l’écart. Une chaîne directe ne dispose pas de cette mesure et ne peut donc pas prévoir l’entrée adaptée à une perturbation aléatoire.

13. Dans un système asservi, quelle opération le comparateur réalise-t-il pour commander le système ?

Il mesure la sortie réelle et transforme cette mesure en signal de retour.
Il amplifie l’entrée de commande afin d’augmenter directement la puissance fournie.
Il convertit la consigne en une grandeur physique adaptée au capteur.
Il soustrait l’image de la sortie à la consigne afin de produire l’écart.

Il soustrait l’image de la sortie à la consigne afin de produire l’écart.

Explication

Le comparateur forme l’écart en soustrayant l’image de la sortie à la consigne, puis cet écart sert à commander le système. La mesure de l’image de la sortie relève du capteur, et non du comparateur.

14. Pourquoi un convertisseur peut-il être nécessaire dans une chaîne de retour avant le comparateur ?

Parce que le comparateur ne fonctionne qu’avec une sortie plus grande que la consigne.
Parce que le convertisseur remplace le capteur lorsque la perturbation devient aléatoire.
Parce que le comparateur doit recevoir des signaux de même nature et exprimés dans les mêmes unités.
Parce que le convertisseur doit intégrer l’erreur avant que le comparateur ne calcule la consigne.

Parce que le comparateur doit recevoir des signaux de même nature et exprimés dans les mêmes unités.

Explication

Le comparateur ne peut comparer correctement que des signaux homogènes en nature et en unités, ce qui justifie l’emploi d’un convertisseur adapté dans la chaîne de retour. Le convertisseur ne remplace ni le capteur ni le calcul de l’écart.

15. Quel est l’effet principal d’un correcteur proportionnel dans un système asservi ?

Il transforme l’image de la sortie afin de la rendre comparable à la consigne.
Il accumule progressivement l’erreur afin de supprimer les écarts persistants.
Il utilise la variation de l’erreur afin d’améliorer la stabilité face aux oscillations.
Il amplifie l’erreur par un gain statique afin de rendre la réaction plus vive.

Il amplifie l’erreur par un gain statique afin de rendre la réaction plus vive.

Explication

L’action proportionnelle multiplie l’erreur par un gain statique, ce qui accélère la réaction du système. L’accumulation de l’erreur correspond à l’action intégrale, tandis que l’utilisation de sa variation correspond à l’action dérivée.

16. Quelle différence distingue l’identification d’un modèle de la prédiction de la sortie ?

L’identification fixe une consigne variable, tandis que la prédiction transforme cette consigne en perturbation.
L’identification déduit un modèle à partir d’une expérience, tandis que la prédiction utilise un modèle déjà connu.
L’identification calcule une sortie avec un modèle connu, tandis que la prédiction déduit ce modèle d’une expérience.
L’identification mesure une perturbation, tandis que la prédiction compare deux signaux de même unité.

L’identification déduit un modèle à partir d’une expérience, tandis que la prédiction utilise un modèle déjà connu.

Explication

L’identification consiste à construire ou déduire un modèle à partir de résultats expérimentaux. La prédiction s’appuie ensuite sur un modèle déjà établi pour déterminer la sortie correspondant à une entrée donnée.

17. Quelle situation correspond à un système suiveur plutôt qu’à un système régulateur ?

La consigne varie et la sortie s’ajuste continuellement au signal d’entrée.
La consigne est supprimée et le système répond directement à l’actionneur.
La consigne reste fixe et la sortie maintient une valeur malgré les perturbations.
La sortie reste constante et le capteur adapte la consigne aux variations internes.

La consigne varie et la sortie s’ajuste continuellement au signal d’entrée.

Explication

Un système suiveur, ou système en poursuite, possède une consigne variable et adapte continuellement sa sortie au signal d’entrée. Un régulateur se caractérise au contraire par une consigne fixe.

18. Quelle réponse un système proportionnel produit-il lorsqu’il reçoit une entrée en échelon ?

Une sortie en rampe dont la pente dépend de la durée de l’échelon.
Une sortie en échelon proportionnelle à l’amplitude de l’entrée.
Une sortie oscillante dont la fréquence dépend du discriminant.
Une sortie exponentielle dont la constante dépend du coefficient d’amortissement.

Une sortie en échelon proportionnelle à l’amplitude de l’entrée.

Explication

Dans un système proportionnel, la sortie est directement proportionnelle à l’entrée ; un échelon en entrée produit donc un échelon en sortie. La rampe est caractéristique d’un système intégrateur, tandis que les comportements exponentiels ou oscillants concernent des dynamiques d’ordre supérieur.

19. Quel comportement caractérise un système intégrateur soumis à une entrée en échelon ?

Il fournit une sortie oscillante, car son équation contient un amortissement.
Il fournit une sortie exponentielle, car sa dynamique est du premier ordre.
Il fournit une sortie en échelon, car son gain reste constant.
Il fournit une sortie en rampe, car sa dynamique réalise une intégration.

Il fournit une sortie en rampe, car sa dynamique réalise une intégration.

Explication

L’intégration d’une entrée en échelon produit une grandeur qui évolue linéairement avec le temps, donc une rampe. Une sortie en échelon correspond au système proportionnel, tandis que l’amortissement et les oscillations relèvent notamment du second ordre.

20. Quelle caractéristique définit un système du premier ordre dans l’étude de sa réponse à un échelon ?

Il amplifie l’erreur par un gain statique sans dynamique différentielle.
Il est décrit par une équation différentielle du premier ordre à coefficients constants.
Il intègre une entrée en échelon pour produire une rampe croissante.
Il est décrit par une équation différentielle du second ordre contenant un discriminant.

Il est décrit par une équation différentielle du premier ordre à coefficients constants.

Explication

Un système du premier ordre est modélisé par une équation différentielle du premier ordre à coefficients constants, et sa réponse à un échelon sert à évaluer ses performances. Le discriminant et le coefficient d’amortissement concernent le second ordre, tandis que la rampe caractérise l’intégration.

21. De quels paramètres dépend notamment la réponse à un échelon d’un système du second ordre ?

Du discriminant et du coefficient d’amortissement ξ.
De la conversion des unités et de la mesure effectuée par le capteur.
Du gain statique et de l’amplitude de l’entrée proportionnelle.
De la seule durée de l’échelon et de la valeur initiale de la sortie.

Du discriminant et du coefficient d’amortissement ξ.

Explication

La réponse à un échelon d’un système du second ordre dépend notamment du discriminant et du coefficient d’amortissement ξ, qui caractérisent son régime dynamique. Ces paramètres ne décrivent pas la réponse d’un système du premier ordre.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 42 flashcards sur Modélisation des systèmes automatisés.

Qu'est-ce qu'un système automatisé ?

Un système automatisé réalise des opérations de manière autonome.

Quels bénéfices apportent les systèmes automatisés ?

Ils améliorent la sécurité, le confort, la qualité et la productivité.

Qu'est-ce qui distingue un système à logique combinatoire d'un système à logique séquentielle ?

Le système séquentiel prend en compte la chronologie et l'état précédent, le combinatoire non.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Modélisation des systèmes automatisés.

Voir la fiche →

Cours similaires

Calcul multivariable et matriciel

Mathématiques

Vitesse et conversions

Physique

Optique géométrique et systèmes centrés

Physique

Thermodynamique et physique statistique

Physique

Interactions fondamentales et champs

Physique

Réplication de l’ADN procaryote

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM