CCINP 2024 PSI Sciences industrielles de l'ingénieur : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles de l'ingénieur du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2024, filière PSI, en 4 heures. Thème : Pince brucelles instrumentée haptique : hyperstatisme, équation de mouvement, asservissements de courant et de position, retour haptique.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : présentation du contexte de la micro-manipulation et de la pince. Actions mécaniques selon les quatre cas d'utilisation, sous-exigence du diagramme SysML et éléments des chaînes de puissance et d'information à préciser.
• Partie II : validation des exigences géométriques de la pince. Composition des vitesses angulaires et nature d'un mouvement, degrés d'hyperstatisme de la demi-pince et de la pince complète, ouverture en fonction de l'angle, fermeture géométrique liant l'écrou à l'angle d'ouverture, gains déduits des courbes et plus petite variation d'ouverture mesurable avec le codeur.
• Partie III : validation des exigences mécaniques de la pince. Roulement sans glissement du galet, énergie cinétique et inertie équivalente rapportée sur l'axe moteur, puissances et équation de mouvement, couple moteur statique en pince maître et en pince esclave, raideur apparente réglée par le moteur et intensité associée.
• Partie IV : étude du contrôle asservi de la pince et du retour haptique. Fonctions de transfert du schéma bloc et gain de conversion. Boucle de courant : correcteurs proportionnel puis proportionnel intégral sur diagrammes de Bode. Modification de la raideur par asservissement de courant. Boucle de position : correcteurs proportionnel, à avance de phase et proportionnel intégral, puis commande non linéaire du retour haptique et commentaire de réponses temporelles.
• Partie V : étude des fonctionnements alternatifs de la pince. Fonctionnement en pince brucelles inversée : conditions de franchissement des transitions de diagrammes d'état, pour un blocage de la fermeture par pédale puis pour une commande selon l'angle d'ouverture et l'effort de l'utilisateur.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML
• Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• Filtrage linéaire
• Transmetteurs de puissance et trains d'engrenages
• Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique

Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.