Flashcards : Transformées de Laplace et systèmes automatisés (83 cartes)

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1Question

Quelle est la réponse à une impulsion de Dirac d’aire AA pour H(p)=K1+τpH(p)=\frac{K}{1+\tau p} ?

Réponse

s(t)=KAτe−t/τs(t)=\frac{KA}{\tau}e^{-t/\tau}

2Question

Quelle équation différentielle régit un système du premier ordre ?

Réponse

τs˙(t)+s(t)=Ke(t)\tau\dot{s}(t)+s(t)=Ke(t), avec τ>0\tau>0.

3Question

Quelle est la fonction de transfert d’un système du premier ordre ?

Réponse

H(p)=K1+τpH(p)=\frac{K}{1+\tau p}.

4Question

Quel est le temps de réponse à 5%5\% d’un système du premier ordre ?

Réponse

Tr5%=3τT_{r5\%}=3\tau.

5Question

Quelle est la réponse indicielle à un échelon d’amplitude E0E_0 ?

Réponse

s(t)=KE0(1−e−t/τ)s(t)=KE_0(1-e^{-t/\tau}).

6Question

Quelle est la réponse d’un système du premier ordre à une rampe de pente aa ?

Réponse

s(t)=Ka(t−τ+τe−t/τ)s(t)=Ka(t-\tau+\tau e^{-t/\tau}).

7Question

Pour K=1K=1, quelle pente a l’asymptote finale de la réponse à une rampe ?

Réponse

La pente de la consigne.

8Question

Pour K=1K=1, quelle est l’erreur dynamique d’une réponse à une rampe ?

Réponse

Ev=aτE_v=a\tau.

9Question

Quelle est la fonction de transfert en boucle ouverte ?

Réponse

FTBO=K(p)G(p)H(p)=CD⋅CRFTBO=K(p)G(p)H(p)=CD\cdot CR

10Question

Quelle est la fonction de transfert en boucle fermée ?

Réponse

FTBF=K(p)G(p)1+K(p)G(p)H(p)=CD1+CD⋅CRFTBF=\frac{K(p)G(p)}{1+K(p)G(p)H(p)}=\frac{CD}{1+CD\cdot CR}

11Question

Quelles sont les trois qualités requises d’un système asservi ?

Réponse

La précision, la rapidité et la stabilité.

12Question

Comment définit-on l’erreur statique d’un système asservi ?

Réponse

La différence entre la consigne en échelon et la sortie en régime permanent.

13Question

Quelle formule définit l’erreur statique εs\varepsilon_s ?

Réponse

εs=lim⁡t→+∞(e(t)−s(t))\varepsilon_s=\lim_{t\to+\infty}(e(t)-s(t))

14Question

Comment définit-on l’erreur dynamique d’un système asservi ?

Réponse

La différence entre la consigne en rampe et la sortie en régime permanent.

15Question

Quelle formule définit l’erreur dynamique εv\varepsilon_v ?

Réponse

εv=lim⁡t→+∞(e(t)−s(t))\varepsilon_v=\lim_{t\to+\infty}(e(t)-s(t))

16Question

Comment définit-on la fonction de transfert d’un système, sous conditions initiales nulles ?

Réponse

Le rapport de la transformée de Laplace de la sortie à celle de l’entrée.

17Question

Quelle relation entrée-sortie décrit un bloc de fonction de transfert F(p)F(p) ?

Réponse

S(p)=F(p)E(p)S(p)=F(p)E(p).

18Question

Quelle est la fonction de transfert équivalente de deux blocs en série A(p)A(p) et B(p)B(p) ?

Réponse

F(p)=A(p)B(p)F(p)=A(p)B(p).

19Question

Quelle est la fonction de transfert équivalente de deux blocs en parallèle A(p)A(p) et B(p)B(p) ?

Réponse

F(p)=A(p)+B(p)F(p)=A(p)+B(p).

20Question

Comment définit-on la transformée de Laplace de f(t)f(t) ?

Réponse

F(p)=∫0+∞f(t)e−pt dtF(p)=\int_0^{+\infty} f(t)e^{-pt}\,dt.

21Question

Que devient la résolution d’un système différentiel linéaire par transformée de Laplace ?

Réponse

Elle devient la résolution d’un système d’équations algébriques.

22Question

Quelle relation exprime la linéarité de la transformée de Laplace ?

Réponse

F(p)=aG(p)+bH(p)F(p)=aG(p)+bH(p).

23Question

Quelle transformée de Laplace correspond à un échelon d’amplitude aa ?

Réponse

E(p)=apE(p)=\frac{a}{p}.

24Question

Quelle transformée de Laplace correspond à e(t)=asin⁡(ωt)u(t)e(t)=a\sin(\omega t)u(t) ?

Réponse

E(p)=aωp2+ω2E(p)=\frac{a\omega}{p^2+\omega^2}.

25Question

Quelles grandeurs relie la modélisation monovariable dans le temps ?

Réponse

La sortie s(t)s(t), l’entrée e(t)e(t) et éventuellement la perturbation p(t)p(t).

26Question

Quelle relation exprime la loi d’Ohm pour une résistance RR ?

Réponse

u(t)=Ri(t)u(t)=Ri(t)

27Question

Comment le vérin pneumatique est-il modélisé mécaniquement ?

Réponse

Comme un système masse-ressort-amortisseur avec ressort et amortisseur en parallèle.

28Question

Quelle est la sortie pilotée du vérin pneumatique ?

Réponse

La position s(t)=x(t)s(t)=x(t).

29Question

Quelle entrée est commandée dans le modèle du vérin pneumatique ?

Réponse

L’effort e(t)=F(t)e(t)=F(t).

30Question

Quelle équation décrit la dynamique du vérin pneumatique ?

Réponse

F(t)=md2x(t)dt2+μdx(t)dt+Rx(t)F(t)=m\frac{d^2x(t)}{dt^2}+\mu\frac{dx(t)}{dt}+Rx(t)

31Question

Quels éléments acquièrent et traitent les informations dans la chaîne d’information ?

Réponse

Les capteurs les acquièrent et l’unité de commande les traite.

32Question

Quelles fonctions la chaîne d’énergie assure-t-elle avant l’action de l’effecteur ?

Réponse

Elle alimente, distribue, convertit, transmet ou adapte l’énergie.

33Question

Que fournit le capteur à la partie commande dans une boucle de retour ?

Réponse

L’état instantané de la partie opérative.

34Question

Comment varie la consigne d’un système suiveur ?

Réponse

Elle varie en permanence.

35Question

Quelle est la valeur initiale de la réponse impulsionnelle ?

Réponse

s(0+)=KAτs(0^+)=\frac{KA}{\tau}

36Question

Quelle est la dérivée initiale de la réponse impulsionnelle ?

Réponse

s′(0)=−KAτ2s'(0)=-\frac{KA}{\tau^2}

37Question

En quel instant la tangente à l’origine coupe-t-elle l’asymptote de la réponse impulsionnelle ?

Réponse

À t=τt=\tau.

38Question

De quel pourcentage la réponse impulsionnelle diminue-t-elle à t=τt=\tau par rapport à sa valeur initiale ?

Réponse

De 63 %.

39Question

Que caractérise le gain statique KK ?

Réponse

Le comportement en régime établi, après le régime transitoire.

40Question

À quel pourcentage de sa valeur finale une réponse indicielle atteint-elle une constante de temps ?

Réponse

63,2%63{,}2\%.

41Question

Que caractérise la constante de temps τ\tau ?

Réponse

Le comportement dynamique du système.

42Question

Quelle formule donne l’erreur statique pour un échelon d’amplitude E0E_0 ?

Réponse

Es=(1−K)E0E_s=(1-K)E_0

43Question

Quelle est l’expression temporelle d’une rampe de pente aa ?

Réponse

e(t)=at u(t)e(t)=at\,u(t).

44Question

Quelle est la transformée de Laplace d’une rampe de pente aa ?

Réponse

E(p)=ap2E(p)=\frac{a}{p^2}.

45Question

Pour K=1K=1, de combien l’asymptote finale est-elle décalée par rapport à la consigne ?

Réponse

De τ\tau.

46Question

Pour K≠1K\ne1, comment la pente de l’asymptote finale se compare-t-elle à celle de la consigne ?

Réponse

Elle en diffère.

47Question

Pour K≠1K\ne1, quelle conséquence a l’écart de pente entre la réponse et la consigne ?

Réponse

Le système s’écarte de la consigne.

48Question

Quelle fonction de transfert en boucle fermée obtient-on avec un retour unitaire ?

Réponse

FTBF=K(p)G(p)1+K(p)G(p)=FTBO1+FTBOFTBF=\frac{K(p)G(p)}{1+K(p)G(p)}=\frac{FTBO}{1+FTBO}

49Question

Quels signaux canoniques servent à évaluer les performances d’une commande automatique ?

Réponse

L’échelon, la rampe et le Dirac positif.

50Question

Que décrit le régime transitoire d’une réponse ?

Réponse

Son aspect dynamique.

51Question

Que décrit le régime permanent d’une réponse ?

Réponse

Son aspect statique.

52Question

Quelles valeurs l’erreur dynamique peut-elle prendre pour une entrée rampe ?

Réponse

Elle peut être constante, nulle ou infinie.

53Question

À quoi correspond une erreur dynamique infinie pour les machines ?

Réponse

À des performances hors des capacités des machines.

54Question

À quoi peut correspondre une erreur dynamique nulle dans un système asservi ?

Réponse

À un système trop réactif, potentiellement instable.

55Question

Dans un quotient de polynômes en pp, que représentent les racines du numérateur ?

Réponse

Les zéros.

56Question

Dans un quotient de polynômes en pp, que représentent les racines du dénominateur ?

Réponse

Les pôles.

57Question

Quelle est la transformée de Laplace de l’impulsion de Dirac δ(t)\delta(t) ?

Réponse

11

58Question

Quelle est la transformée de Laplace de l’échelon unitaire ?

Réponse

1p\frac{1}{p}

59Question

Quelle est la transformée de Laplace de la rampe unitaire tt ?

Réponse

1p2\frac{1}{p^2}

60Question

Quelle est la transformée de Laplace de e−ate^{-at} ?

Réponse

1p+a\frac{1}{p+a}

61Question

Quels blocs constituent la chaîne directe d’une boucle asservie ?

Réponse

Les blocs K(p)K(p) puis G(p)G(p).

62Question

Quel composant constitue la chaîne de retour d’une boucle asservie ?

Réponse

Le capteur H(p)H(p).

63Question

Quelle limite donne la valeur initiale de ff par transformée de Laplace ?

Réponse

f(0+)=lim⁡p→+∞pF(p)f(0^+)=\lim_{p\to+\infty}pF(p).

64Question

Quelle limite donne la valeur finale de ff par transformée de Laplace ?

Réponse

f(+∞)=lim⁡p→0pF(p)f(+\infty)=\lim_{p\to0}pF(p).

65Question

Quelle est la transformée de Laplace de f′(t)f'(t) ?

Réponse

L{f′(t)}=pF(p)−f(0+)\mathcal{L}\{f'(t)\}=pF(p)-f(0^+).

66Question

Si g(t)=∫0tf(τ) dτg(t)=\int_0^t f(\tau)\,d\tau, quelle est sa transformée de Laplace ?

Réponse

G(p)=F(p)pG(p)=\frac{F(p)}{p}.

67Question

Quelle relation de Laplace relie G(p)G(p) à F(p)F(p) pour un retard TT avec f(t)=g(t+T)f(t)=g(t+T) ?

Réponse

G(p)=e−pTF(p)G(p)=e^{-pT}F(p).

68Question

Quelles valeurs prend la fonction de Heaviside u(t)u(t) pour t<0t<0 et t>0t>0 ?

Réponse

Elle vaut 0 pour t<0t<0 et 1 pour t>0t>0.

69Question

Quelle relation transformée découle de l’équation mécanique avec conditions initiales nulles ?

Réponse

E(p)=S(p)(mp2+μp+k)E(p)=S(p)(mp^2+\mu p+k).

70Question

Qu’est-ce qu’un système automatisé ?

Réponse

Un système auquel une machine confie tout ou partie du savoir-faire.

71Question

Quelle équation décrit un système invariant ?

Réponse

Une équation différentielle linéaire qui ne varie pas au cours du temps.

72Question

Quels composants peut comporter un système électrique passif ?

Réponse

Une résistance, une inductance et une capacité.

73Question

Quelle relation exprime la loi de Lenz pour une inductance LL ?

Réponse

u(t)=Ldi(t)dtu(t)=L\frac{di(t)}{dt}

74Question

Quelle relation relie la tension et le courant d’une capacité CC ?

Réponse

u(t)=1C∫i(t) dtu(t)=\frac{1}{C}\int i(t)\,dt

75Question

Quel type de fluide utilise le vérin pneumatique ?

Réponse

Un fluide compressible.

76Question

Quel type de fluide utilise le vérin hydraulique auquel le modèle présenté ne s’applique pas ?

Réponse

Un fluide incompressible.

77Question

Quelle relation lie la force exercée, la pression et la surface ?

Réponse

F(t)=p(t)SF(t)=p(t)S

78Question

Quelles sont les conditions initiales du modèle du vérin ?

Réponse

x(0)=0x(0)=0 et x′(0)=0x'(0)=0.

79Question

Que représente une flèche dans un schéma-bloc fonctionnel ?

Réponse

Une grandeur d’entrée ou de sortie orientée.

80Question

Quelle relation vérifie la sortie au point de sommation illustré ?

Réponse

s(t)=r(t)+w(t)+u(t)s(t)=r(t)+w(t)+u(t)

81Question

Que permet le schéma-bloc fonctionnel pour un système ?

Réponse

Il décompose le système en sous-systèmes et facilite sa modélisation.

82Question

Quand le modèle linéarisé d’un système est-il valable ?

Réponse

Pour de petites variations autour du point de fonctionnement.

83Question

Combien d’entrées et de sorties possède un système monovariable ?

Réponse

Une entrée et une sortie.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 33 questions sur Transformées de Laplace et systèmes automatisés.

1. Un système de fonction de transfert H(p)=K1+τpH(p)=\frac{K}{1+\tau p} reçoit une impulsion de Dirac d’aire AA. Quelle expression décrit sa réponse pour t≥0t\geq 0 ?

2. La tangente à l’origine de la réponse impulsionnelle d’un système du premier ordre est prolongée jusqu’à l’asymptote de cette réponse. À quel instant les deux droites se coupent-elles ?

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