Mines-Ponts 2021 PSI Sciences industrielles de l'ingénieur : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles de l'ingénieur du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2021, filière PSI, en 4 heures. Thème : Bassin de traction du LHEEA : chariot de traction et mesure des efforts de l'eau sur une maquette.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie 2 : étude de l'exigence 1.1.1, durée de l'essai. Profil de vitesse en trapèze et accélération minimale pour tenir la durée d'acquisition, couple moteur obtenu par le théorème de l'énergie cinétique et le théorème du moment dynamique sur les roues, puis facteur de frottement minimal roue-rail par les lois de Coulomb et choix du matériau de la bande de roulement.
  À revoir : Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage, Énergétique : puissances, théorème de l'énergie cinétique, rendement
• Partie 3 : étude de l'exigence 3, acquérir les données. Torseurs des actions mécaniques transmissibles par la liaison entre la maquette et son support, réglage de la ligne de flottaison par le PFS et la poussée d'Archimède, puis relation entre les mesures de six capteurs dynamométriques sur barres et le torseur complet de l'action de l'eau.
  À revoir : Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Partie 4 : étude de l'exigence 1.2, déplacement du chariot à vitesse constante. Schéma-blocs de l'asservissement en vitesse du chariot avec perturbation, conditions sur un correcteur proportionnel (erreur statique, marge de phase), puis réglage d'un correcteur PID mis sous la forme Kp(1+Tp)^2/p et validation sur les réponses temporelles et la tension moteur.
  À revoir : Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Énergétique : puissances, théorème de l'énergie cinétique, rendement
• Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs

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