CNC 2012 PSI Sciences industrielles : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2012, filière PSI, en 4 heures. Thème : Manège Nautilus : élévateur à vérin hydraulique et plateau tournant à boîte de vitesses automatique.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Présentation. Manège inspiré du Nautilus : plateau tournant, élévateur à parallélogramme déformable mû par un vérin, cahier des charges partiel. La question 1 identifie les solutions techniques du FAST.
  À revoir : Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML, Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• Partie I : Etude géométrique. Fermeture géométrique du mécanisme pour exprimer la longueur du vérin en fonction de l'angle du bras, déplacement maximal, course du vérin et effet de la position du point d'attache.
  À revoir : Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures, Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Partie II : Répondre sur le document réponse DR1. Construction graphique des vitesses des points du parallélogramme déformable, puis composition des mouvements pour obtenir la vitesse de translation de la tige par rapport au corps du vérin.
  À revoir : Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures, Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• Partie III : Hyperstatisme. Liaison équivalente, degré de mobilité et degré d'hyperstatisme pour deux solutions technologiques de l'élévateur, puis justification du choix du constructeur.
  À revoir : Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Partie IV : Etude de la transmission du mouvement de rotation au plateau du manège. Relations de Willis de deux trains épicycloïdaux et rapports de vitesse selon l'état des embrayages et des freins. Commande par bascules JK avec chronogramme, puis transcodeur combinatoire et expressions simplifiées des sorties.
  À revoir : Transmetteurs de puissance et trains d'engrenages, Électronique numérique
• Partie V : Etude dynamique. Masse de la nacelle à partir de sa géométrie, vitesses et simplification de la matrice d'inertie par symétries. Moments cinétique et dynamique pour obtenir le couple moteur, énergie cinétique et théorème de l'énergie cinétique, enfin lecture de courbes d'effort et de vitesse relevées.
  À revoir : Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage, Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Partie VI : Asservissement. Modèle du servo-vérin hydraulique en schéma-blocs par transformée de Laplace, diagramme de Bode de la boucle ouverte, marges et réglage du gain pour une marge de gain imposée. Erreurs de position et de vitesse, puis ajout d'une correction qui annule l'erreur de vitesse et conclusion sur la stabilité.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Filtrage linéaire, Amplificateur linéaire intégré, stabilité et rétroaction

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML
• Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• Transmetteurs de puissance et trains d'engrenages
• Électronique numérique
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Filtrage linéaire
• Amplificateur linéaire intégré, stabilité et rétroaction

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