En recherche, simuler des expériences : Trop coûteuses Trop dangereuses Trop longues Impossibles

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1 Intérêt de la simulation En recherche, simuler des expériences : Trop coûteuses Trop dangereuses Trop longues Impossibles En développement : Aide à la prise de décision Comparer des solutions Optimiser des paramètres Etude mathématique complexe Dans l enseignement : Découverte guidée Vérification de certaines propriétés Vérifier les limites de validité d un modèle Vérifier des hypothèses Permet de répondre à la question «Que se passe-t-il si?» SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 1 / 29

2 Activité: Portail SET voir dossier technique SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 2 / 29

3 Présentation Rayonnement solaire SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 3 / 29

4 Le panneau solaire Etude des caractéristiques Comment peut-on retrouver les caractéristiques d un panneau par simulation? Irradiance 1000W/m² i Courant Courant de court-circuit U i U Tension Tension en circuit ouvert SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 4 / 29

5 Création du modèle Utilisez la bibliothèque fourni permet d éviter de perdre du temps en recherche Dans simulink ouvrir : Bibliotheque_formation SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 5 / 29

6 Le panneau solaire Simulation Résistance variable pour avoir l ensemble des points de fonctionnement (U,i) Irradiance en W/m² La rampe permet de faire varier la résistance de 0Ω à 1 kω A construire SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 6 / 29

7 Le panneau solaire Paramétrage du bloc Solar Cell Courant Isc Irradiance 1000W/m² Tension Voc SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 7 / 29

8 Le panneau solaire Paramétrage du bloc Solar Cell Température d utilisation Température de définition des paramètres 25 C Faire une capture de votre montage et le coller le dans un document "word" Simulation sous 10 secondes SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 8 / 29

9 Comparaison des courbes réelles et simulées du panneau solaire. Récupérer les courbes caractéristiques du panneau solaire dans le dossier technique. Faire des captures des courbes issues de la simulation. Comparer ces courbes pour les différentes valeurs de l'irradiance. Comparer ces courbes pour les différentes valeurs de température d'utilisation. SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 9 / 29

10 La batterie Etude des caractéristiques Comment peut-on retrouver les caractéristiques d une batterie par simulation? Capacité 10Ah sous 12V i=2a 12V Tension U Temps SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 10 / 29

11 La batterie Simulation avec SimPowerSystems i Batterie plomb/acide Tension nominale 12V Capacité 10Ah Use parameters on Battery type U A construire Faire une capture de votre montage et coller le dans un document "word" Simulation sous 4e4 secondes SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 11 / 29

12 Comparaison des courbes réelles et simulées de la batterie. Récupérer les courbes caractéristiques de la décharge de la batterie dans le dossier technique. Faire des captures des courbes issues de la simulation. Comparer ces courbes. SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 12 / 29

13 Quelle charge est effectivement restituée par la batterie? La batterie Charge restituée La charge restituée est représentée par l aire sous la courbe courant - temps SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 13 / 29

14 La batterie Simulation Conversion en Ah A construire Faire une capture de votre montage après simulation et coller le dans un document "word" SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 14 / 29

15 Problématique à résoudre Quelle est la durée de fonctionnement de cette batterie devant fournir 1A 60% du temps, 2A 30% du temps et 5A 10% du temps sous une tension mini de 9V? Résolution Mettons en place une charge à intensité variable: Stoppons la simulation si la tension est inférieure à 9V: SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 15 / 29

16 La batterie application A construire Faire une capture de votre montage après simulation et coller le dans un document "word" SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 16 / 29

17 Le moteur Etude des caractéristiques Banc moteur CC Vitesse Vitesse à vide Moteur Frein ω m C r U, i Couple Rotor calé SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 17 / 29

18 Le moteur Simulation Faire une capture de votre montage et coller le dans un document "word" Simulation sous 10.9 secondes SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 18 / 29

19 Comparaison des courbes réelles et simulées du moteur. Récupérer les courbes caractéristiques du moteur dans le dossier technique. Faire des captures des courbes issues de la simulation. Comparer ces courbes. Conclure sur la plage de fonctionnement d'un moteur. SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 19 / 29

20 Le portail Modèle SimPowerSystems - SimMechanics Commande en ouverture A construire ainsi à l'aide des deux sous systèmes suivants: SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 20 / 29

21 La motorisation SimPowerSystems Retour en vitesse 31*35 Transmission du couple 31*35*0.25 5e-5 Réducteur à 2 étages de rapport 31 et 35 et de rendement 25% Faire une capture de votre montage et coller le dans un document "word" SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 21 / 29

22 Transmission du couple La chaîne cinématique SimMechanics importer le fichier: portail_set.xml Retour en vitesse Modélisation du frein et des butées mécaniques Faire une capture de votre montage et coller le dans un document "word" SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 22 / 29

23 Le portail Modèle SimPowerSystems - SimMechanics Commande en ouverture Faire une capture de votre montage et coller le dans un document "word" Simulation sous 16 secondes. Faire des captures des courbes issues de la simulation. SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 23 / 29

24 Problématiques à résoudre Quelle est l énergie électrique dépensée pour 10 cycles d ouverture/fermeture d un vantail (énergie dépensée sur une journée)? Peut-on recharger la batterie en une journée? SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 24 / 29

25 Energie électrique dépensée pour 10 cycles d ouverture/fermeture d un vantail 12V 17s sous 12v 2s d'attente 17s sousn-12v Commande en ouverture/fermeture -12V A construire SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 25 / 29

26 Faire une capture de votre montage et coller le dans un document "word" Simulation sous 36 secondes. Faire des captures des courbes issues de la simulation. SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 26 / 29

27 Peut-on recharger la batterie en une journée? ouvrir le fichier: rayonnement_solaire.mdl Eté Hiver Faire des captures des courbes issues de la simulation. SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 27 / 29

28 Peut-on recharger la batterie en une journée? Chargeur Il faut modéliser l ensemble de cette chaîne d énergie Chargeur SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 28 / 29

29 Peut-on charger la batterie en une journée? Faire une capture de votre montage et coller le dans un document "word" Simulation sous 24 heures Faire des captures des courbes issues de la simulation. (une simulation par saison) conclure sur le bon fonctionnement du système toute l'année. SSI Lycée J.Curie / FERAUD Page : 29 / 29