Flashcards : Stabilité des systèmes linéaires — 48 cartes

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1Question

Qu'impose le principe de superposition à un système linéaire ?

Réponse

Toute combinaison linéaire de solutions est encore solution.

2Question

Que signifie la causalité dans un système ?

Réponse

Les effets sont toujours précédés par leurs causes.

3Question

Qu'est-ce qu'un système invariant dans le temps ?

Réponse

Ses caractéristiques sont indépendantes du temps.

4Question

Qu'est-ce que le régime transitoire d'un système ?

Réponse

La solution complète de l'équation du système.

5Question

Qu'est-ce que le régime libre d'un système ?

Réponse

La solution de l'équation homogène sans second membre.

6Question

Qu'est-ce que le régime permanent d'un système ?

Réponse

Une solution particulière de l'équation complète.

7Question

Quelle équation vérifie la tension s(t) dans un circuit RC série ?

Réponse

RCdsdt+s(t)=e(t)RC\frac{ds}{dt}+s(t)=e(t)

8Question

Qu'est-ce que la constante de temps τ dans un circuit RC ?

Réponse

Le produit RCRC homogène à un temps qui fixe l’échelle de temps du circuit.

9Question

Quelle équation vérifie la tension s(t) dans le circuit RLC étudié ?

Réponse

d2sdt2+RLdsdt+1LCs=RLdedt\frac{d^2s}{dt^2}+\frac{R}{L}\frac{ds}{dt}+\frac{1}{LC}s=\frac{R}{L}\frac{de}{dt}

10Question

De quoi se compose la solution générale d’une équation différentielle linéaire ?

Réponse

D’une solution particulière de l’équation complète et d’une solution générale de l’équation homogène.

11Question

Quelle formule exprime la fonction de transfert harmonique ?

Réponse

H=SEejφH=\frac{S}{E}e^{j\varphi}

12Question

Comment la fréquence f est-elle liée à la période T ?

Réponse

f=1Tf=\frac{1}{T}

13Question

Quelle relation lie la pulsation ω\omega à la fréquence f ?

Réponse

ω=2πf\omega=2\pi f

14Question

Comment exprime-t-on la pulsation ω\omega en fonction de la période T ?

Réponse

ω=2πT\omega=\frac{2\pi}{T}

15Question

Quelle est la formule du gain en décibels GdBG_{dB} ?

Réponse

GdB=20log(SE)G_{dB}=20\log\left(\frac{S}{E}\right)

16Question

Que représente le diagramme de Bode ?

Réponse

Le gain en décibels et le déphasage en fonction de la pulsation.

17Question

Quelle échelle utilise l'axe horizontal du diagramme de Bode ?

Réponse

Une échelle logarithmique.

18Question

Quelle est la dérivation d'une excitation sinusoïdale d'amplitude complexe U?

Réponse

La dérivation est jωUj\omega U.

19Question

Quelle est la dérivation seconde d'une excitation sinusoïdale d'amplitude complexe U?

Réponse

La dérivation seconde est (jω)2U=ω2U(j\omega)^2U=-\omega^2U.

20Question

Quelle est l'intégration d'une excitation sinusoïdale d'amplitude complexe U?

Réponse

L'intégration est Ujω\frac{U}{j\omega}.

21Question

Quelle est l'impédance idéale d'une résistance en régime harmonique?

Réponse

L'impédance est ZR=RZ_R=R.

22Question

Quelle est l'impédance idéale d'une inductance en régime harmonique?

Réponse

L'impédance est ZL=jLωZ_L=jL\omega.

23Question

Quelle est l'impédance idéale d'une capacité en régime harmonique?

Réponse

L'impédance est ZC=1jCωZ_C=\frac{1}{jC\omega}.

24Question

Quelle est la fonction de transfert du circuit RC étudié?

Réponse

La fonction de transfert est H(jω)=11+jRCωH(j\omega)=\frac{1}{1+jRC\omega}.

25Question

Quelle étape consiste à remplacer chaque facteur jω par une dérivation temporelle ?

Réponse

Le passage de la fonction de transfert à l’équation différentielle.

26Question

Que produit une équation différentielle linéaire à coefficients constants en jω ?

Réponse

Une fonction de transfert fraction rationnelle.

27Question

Quelle est la forme générale de la fonction de transfert H en jω ?

Réponse

H=p=0qap(jω)pp=0nβp(jω)pH=\frac{\sum_{p=0}^{q}a_p(j\omega)^p}{\sum_{p=0}^{n}\beta_p(j\omega)^p}.

28Question

Quelle est l’équation temporelle associée à la fonction de transfert H donnée ?

Réponse

p=0nβpdpsdtp=p=0qapdpedtp\sum_{p=0}^{n}\beta_p\frac{d^ps}{dt^p}=\sum_{p=0}^{q}a_p\frac{d^pe}{dt^p}.

29Question

Quelle est la formule de la décomposition d'une fonction périodique de période T?

Réponse

u(t)=C0+p=1Cpcos(2pπTt+φp)u(t)=C_0+\sum_{p=1}^{\infty}C_p\cos\left(\frac{2p\pi}{T}t+\varphi_p\right)

30Question

Quelle est la pulsation fondamentale d'une fonction périodique de période T?

Réponse

La pulsation fondamentale est Ω=2πT\Omega=\frac{2\pi}{T}.

31Question

Comment s'exprime la pulsation de l'harmonique de rang p?

Réponse

La pulsation de l'harmonique p est Ωp=pΩ\Omega_p=p\Omega.

32Question

Que représente le spectre d'un signal périodique?

Réponse

Le spectre représente les amplitudes Cp|C_p| en fonction des pulsations Ωp\Omega_p.

33Question

Quelle information doit compléter le spectre d'un signal périodique?

Réponse

Le spectre doit être complété par les déphasages φp\varphi_p.

34Question

Quelle est la première étape pour déterminer la réponse forcée d'un système linéaire à un signal périodique?

Réponse

On décompose l'entrée en harmoniques.

35Question

Que fait-on après avoir décomposé l'entrée en harmoniques pour trouver la réponse forcée?

Réponse

On applique la fonction de transfert à chaque fréquence.

36Question

Comment obtient-on la réponse forcée finale d'un système linéaire à un signal périodique?

Réponse

On additionne les réponses par superposition.

37Question

Qu'est-ce qu'un système non linéaire ?

Réponse

Un système qui enrichit le spectre du signal d’entrée en produisant de nouvelles fréquences.

38Question

Quelle opération réalise le multiplicateur intégré ?

Réponse

Il réalise s(t)=ke1(t)e2(t)s(t)=k e_1(t)e_2(t) avec k>0k>0.

39Question

Qu'impose la stabilité à un système linéaire invariant ?

Réponse

La contribution du régime libre tend vers zéro quand t tend vers l'infini.

40Question

Quelle différence principale existe entre régime permanent et régime libre ?

Réponse

Le régime permanent ne diverge pas alors que le régime libre peut diverger.

41Question

Quelle équation différentielle vérifie le régime libre d'un système d'ordre 1 ?

Réponse

dsdt+as(t)=0\frac{ds}{dt}+as(t)=0

42Question

Comment s'exprime la solution du régime libre pour un système d'ordre 1 ?

Réponse

sg(t)=Aeats_g(t)=Ae^{-at}

43Question

Quelle est l'équation caractéristique d'un système d'ordre 2 donné par d2sdt2+bdsdt+cs(t)=0\frac{d^2s}{dt^2}+b\frac{ds}{dt}+cs(t)=0 ?

Réponse

L'équation caractéristique est p2+bp+c=0p^2+bp+c=0.

44Question

Quelle est l'expression du discriminant Δ\Delta de l'équation caractéristique d'ordre 2 ?

Réponse

Le discriminant est Δ=b24c\Delta=b^2-4c.

45Question

Quel régime libre correspond à Δ>0\Delta>0 pour un système d'ordre 2 ?

Réponse

Le régime libre est apériodique.

46Question

Comment se calcule la pseudopulsation Ω\Omega en régime pseudopériodique ?

Réponse

La pseudopulsation vaut Ω=Δ2\Omega=\frac{\sqrt{-\Delta}}{2}.

47Question

Quelle condition assure la stabilité d'un système d'ordre 1 ou 2 à coefficients de même signe ?

Réponse

La contribution du régime libre s'éteint avec le temps et le système est stable.

48Question

Comment la stabilité se traduit-elle en termes des pôles de la fonction de transfert H(p)H(p) ?

Réponse

La stabilité correspond à des pôles négatifs ou à partie réelle négative.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 28 questions sur Stabilité des systèmes linéaires.

1. Quelle propriété caractérise un système linéaire ?

2. Comment distingue-t-on le régime transitoire, le régime libre et le régime permanent d’un circuit ?

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