TP Préparation aux oraux (durée 3h) Bras de robot MAXPID

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "TP Préparation aux oraux (durée 3h) Bras de robot MAXPID"

Delphine Albert
il y a 7 ans
Total affichages :

1 Présentation de l épreuve de TP L épreuve de TP en concours, d une durée de 4h, n est pas une épreuve écrite, il n est donc pas demandé de rédiger un compte rendu. Toutefois, il est demandé d élaborer avec soin les dessins, les schémas et les graphes utilisés comme illustration lors de la présentation orale à l examinateur. Ces feuilles ne sont pas directement évaluées. La prestation orale est évaluée au travers des compétences ci-dessus, et en particulier : Communiquer Analyser Expérimenter Modéliser Durant cette épreuve le candidat sera amené à s inscrire dans la démarche de l ingénieur d analyse et de résolution de problèmes sur un système complexe industriel. Celle-ci se représente symboliquement par le schéma suivant représentant les écarts : On distingue 2 grandes parties dans ce sujet: - la première partie vise à découvrir le fonctionnement global du système. A l issu de cette première partie un exposé de 5min maximum est demandé. Un échange avec l examinateur suivra cet exposé. - Les objectifs de la deuxième partie sont : o vérifier les performances attendues d'un système complexe ; o construire et valider, à partir d essais, des modélisations d un système complexe ; o prévoir des performances d un système complexe en vue d imaginer et choisir des solutions d évolution répondant à un besoin exprimé. Pendant le dernier quart d heure de l épreuve, et quel que soit l état d avancement de vos travaux, l examinateur vous demandera de présenter une synthèse finale des activités réalisées (5min maximum). Vous vous attacherez à préciser les objectifs qui ont été fixés, à établir un bilan des activités menées et vous conclurez sur les résultats obtenus. Cette synthèse finale devra permettre à l examinateur de juger votre capacité à comprendre globalement la problématique qui vous a été posée. TSI2 Lycée Gustave Eiffel (Dijon) 1/5

MISE EN SITUATION Le support de travaux pratiques MAXPID est une chaîne fonctionnelle extraite d un robot agricole de type cueilleur de fruits.

2 MISE EN SITUATION Le support de travaux pratiques MAXPID est une chaîne fonctionnelle extraite d un robot agricole de type cueilleur de fruits. Le système didactique correspond au pilotage d un axe de rotation du bras et pour l étude il est instrumenté. On donne ci-après le diagramme structurel de cette version instrumentée ou bdd (block diagram). TSI2 Lycée Gustave Eiffel (Dijon) 2/5

3 PARTIE 1 : Découverte et mise en service du système (30 à 45min max) A la fin de cette première partie, vous devez faire une synthèse orale de 3 min. Une documentation technique est à votre disposition dans l espace FLTSI, systèmes. Si vous avez des questions, ne restez pas bloqué, n hésitez pas à appeler l examinateur. Activité 1 Pour un mouvement du bras dans le plan vertical Mettre en énergie le système didactisé (alimentation du boîtier MAXPID) et lancer le logiciel de contrôle et d acquisition «MAXPID EMP». Positionner le bras par la commande manuelle point par point à 20 environ. lancer un mouvement de 50 en fixant un gain proportionnel Kp = 50. Faire l acquisition de données et visualiser l angle de rotation du bras, sa vitesse ainsi que le courant dans le moteur. Analyser ces trois signaux les uns en fonction des autres en respectant le principe de causalité (cause --> effet). Activité 2 Comparer le système didactique utilisé et le système réel Reprendre point par point le diagramme d exigence du robot cueilleur de fruit et indiquer quels points sont satisfait on non par le robot didactique que vous venez d utiliser. Savoir justifier. Préparer une synthèse orale pour restituer l ensemble des éléments liés à la partie 1 Dès que votre synthèse orale est prête, le signaler à l examinateur, puis passer à la suite sans attendre. PARTIE 2 : Description fonctionnelle (1h maxi) Activité 3 Chaîne d énergie et réversibilité Décrire la chaîne d énergie de l axe en indiquant son organisation et les constituants utilisés pour les fonctions «Alimenter - Distribuer Convertir Transmettre» sur DR1. Pour réaliser et contrôler les mouvements d un axe, indiquer la nature de la réversibilité de fonction «Distribuer» à prévoir. Justifier. Activité 4 Chaîne d information et nature des signaux Indiquer comment est connue la position du bras (type de capteur, principe, caractéristiques essentielles ). Situer ce capteur dans un schéma bloc de type asservissement de position. Ce capteur étant associé à une CAN 8bits, établir par le calcul la résolution fournie par l ensemble capteur + CAN en incréments/degré. Compléter le document DR1 Préparer une courte synthèse orale pour restituer les éléments liés à la partie 2 et ses résultats. Dès que votre synthèse orale est prête, le signaler à l examinateur, puis passer à la suite sans attendre. PARTIE 3 : Modélisation, réglage de l asservissement, Validation de critères du cahier des charges (1h maxi) Performances demandées Le cahier des charges du système spécifie pour un nombre de masses de 0 à 4 et le plan d évolution vertical ; o temps de réponse à 5 % 300 ms sans dépassement ; o écart de position statique 1 % ; o amplitude et sens de variation des mouvements quelconques. TSI2 Lycée Gustave Eiffel (Dijon) 3/5

4 Modélisation du système : TP Préparation aux oraux (durée 3h) On peut modéliser la chaîne cinématique entre le moteur et le bras de la façon suivante : m (p) H 1 (p) (p) Vis à billes /écrou X(p) Polygone déformable rad (p) Le traitement numérique des informations peut se schématiser ainsi : cons(p) Codeur P.I.D CNA Hacheur U m(p) CAN Potentiomètre (p) Activité 5 Modélisation Donner la fonction de transfert de l élément H1(p) de la chaîne cinématique Exprimer la fonction de transfert de la vis à bille en fonction de son pas p. Donner sous forme littérale, un modèle pour la fonction de transfert à mettre en place entre Um(p) et m(p) avec une approximation d ordre 1 c'est-à-dire en négligeant l inductance de l induit. Normaliser cette fonction de transfert et exprimer les 2 coefficients présents. Utiliser la notice du moteur pour déterminer numériquement ces 2 coefficients, en considérant que le moment d'inertie J équivalent / arbre moteur est de 0,0001 kg.m². Activité 6 Quadrants de contrôle couple = f(vitesse) Déterminer les modes de fonctionnement du moteur (MCC) dans le plan couple =f(vitesse) pour le bras en mouvement dans le plan horizontal puis vertical. Justifier les différences de comportement éventuel en esquissant la trajectoire de fonctionnement dans ce plan pour chaque cas. Indiquer pour quel mouvement le cahier de charges est plus difficile à respecter. Activité 7 Ajustement du correcteur pour respecter les critères du cahier des charges Exploiter la notice de l asservissement et ajuster le correcteur afin de respecter le cahier des charges sur une réponse indicielle de l ordre de 30 autour de 45 environ. Expliquer votre démarche et fournir le tracé de la réponse indicielle obtenue après réglage optimal. Vérifier sur ce tracé de façon explicite que le cahier des charges est bien respecté. Synthèse : exposer clairement le travail effectué (15 min) Proposer un poster 1 présentant une synthèse de votre travail. Sur ce poster devront apparaitre les éléments clés des différents temps forts abordés précédemment ainsi que la démarche scientifique mise en œuvre pour répondre à la problématique. Les outils de communication nécessaires à sa rédaction sont laissés à votre initiative. 1 Poster scientifique : Il est structuré selon la démonstration souhaitée et illustré de photos, schémas ou graphiques. Les titres du poster utilisent souvent les mots suivants : résumé, introduction, objectif, hypothèse, méthode, résultat (présenté sous forme de tableaux, de schémas ou d'images), conclusion, discussion, référence. TSI2 Lycée Gustave Eiffel (Dijon) 4/5

5 Document réponse DR1 TP Préparation aux oraux (durée 3h) TSI2 Lycée Gustave Eiffel (Dijon) 5/5

Documents pareils

uc : Cas d utilisation Top-Chair [Utilisation normale] Fauteuil Top-Chair Déplacer le fauteuil sur tous chemins «include» «include» «extend»

uc : Cas d utilisation Top-Chair [Utilisation normale] Fauteuil Top-Chair Déplacer le fauteuil sur tous chemins «include» «include» «extend» TopChair S c Première partie Présentation du système Plus d autonomie pour plus de liberté! TopChair S c offre aux personnes à mobilité réduite une nouvelle possibilité de se déplacer sans assistance à