CNC 2014 PSI Sciences industrielles : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2014, filière PSI, en 4 heures. Thème : Robot de traite automatique Astronaut A3 : bras robotisé à vérins et asservissement de position.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1. Principe général de la traite automatique et 2. Structure générale du robot. Contexte de la traite automatique et description du box, du chariot, des bras, de la tête de traite et de l'interface. Partie sans question.
  À revoir : Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• 3. Etude fonctionnelle partielle externe et implantation du robot. Analyse fonctionnelle à partir du diagramme des inter-acteurs : actigramme A-0 et diagramme FAST à compléter.
  À revoir : Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML, Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• 4. Etude de la fonction FT10 : « Gérer la traite ». Nombre de traites possibles sur une plage d'utilisation à partir des durées du cycle et taille maximale du troupeau. Grafcet de gestion des tâches à compléter pour permettre des tâches simultanées et le cas d'une traite non autorisée.
• 5. Etude de la fonction FT122 : « Peser la vache ». Principe fondamental de la statique appliqué au plateau sur trois appuis ponctuels pour obtenir le poids de la vache et les coordonnées de son centre de gravité.
  À revoir : Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• 6. Etude de la fonction FT131, 6.1 à 6.3 : hyperstatisme, cinématique et guidage du chariot. Graphe de liaisons du bras, mobilités et degré d'hyperstatisme. Construction graphique des vitesses avec composition et centre instantané de rotation. Condition de non-coincement du chariot sur ses galets par les lois de Coulomb, graphiquement puis par le calcul.
  À revoir : Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique, Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• 6.4. Dimensionnement des actionneurs. Centre d'inertie et matrice d'inertie d'un bras modélisé par trois plaques, avec le théorème de Huygens. Torseur cinétique, choix des systèmes à isoler et des théorèmes, puis calcul des efforts de deux vérins.
  À revoir : Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• 7.1. Modélisation du système électro-hydraulique. Équations du vérin et du servo-distributeur passées dans le domaine de Laplace. Schéma-blocs de l'ensemble vérin et charge, fonctions de transfert en consigne et en perturbation.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre
• 7.2. Vérification de l'aptitude de la commande en chaîne directe. Réglage d'un second ordre sans dépassement avec un abaque de temps de réponse et gain du régime permanent. Effet d'une perturbation impulsion, qui montre les limites de la chaîne directe.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre
• 7.3. Synthèse de la loi de commande. Boucle fermée non corrigée : écarts en consigne et en perturbation, marges sur le diagramme de Bode. Correcteurs proportionnel puis proportionnel-dérivé, tracés et validés sur les diagrammes de Bode et de Black, enfin commande à trois boucles de retour.
  À revoir : Amplificateur linéaire intégré, stabilité et rétroaction, Filtrage linéaire, Équations différentielles linéaires du second ordre

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

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

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