Centrale-Supélec 2021 MP Option sciences industrielles de l'ingénieur : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Option sciences industrielles de l'ingénieur du Concours Centrale-Supélec, France, session 2021, filière MP, en 4 heures. Thème : Système de stationnement automatique : détection par ultrasons, trajectoire d'insertion en créneau et asservissement en position de la direction.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Parties I et II : détection de l'environnement et prédiction de la trajectoire de stationnement. Capteurs à ultrasons associés aux exigences, conditions sur le temps d'aller et retour et sur la durée de passage pour valider une place libre. Trajectoire en droite puis deux arcs de cercle tangents : coordonnées du point de raccordement, rayon, position du point suivi, exigences vérifiées par simulation. Vitesse du centre d'une roue directrice, angle de consigne des roues et tracé de la consigne sur les trois phases de la manœuvre.
• Partie III : modélisation de la commande de direction et validation des performances. Chaîne d'énergie et d'information d'une voiture radiocommandée, loi entrée-sortie de la direction par fermeture géométrique et lecture d'une courbe, inventaire des puissances, vitesses, énergies cinétiques et inertie équivalente. Identification du servomoteur sur des essais en boucle ouverte et rotor bloqué (gain, constante de temps, résistance, inductance, inertie), fonction de transfert en boucle fermée sous forme canonique, précision, amortissement et rapidité, comparaison du modèle et de l'expérience.
• Partie IV : amélioration des performances, choix d'une correction de la commande. Correction proportionnelle réglée pour la réponse la plus rapide sans dépassement, effet sur les performances, essais hors sol et au sol, cause de l'écart observé, puis comparaison sur les diagrammes de Bode d'un correcteur intégrateur et d'un correcteur proportionnel intégral pour la stabilité.
• Partie V : conclusion et synthèse. Mesure de l'angle des roues avec le correcteur retenu et conclusion sur la précision, la stabilité et la rapidité, cause des écarts entre trajectoires théorique et réelle lors d'un essai d'insertion, extrapolation au véhicule réel et respect des exigences dimensionnelles.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Régimes transitoires
• Filtrage linéaire
• Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML
• Description et paramétrage du mouvement d'un point

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