Syllabus Semestre 9AM2AS Automatique et Mécatronique, Automobile, Aéronautique & Spatial

 
Syllabus Semestre 9AM2AS Automatique et Mécatronique, Automobile, Aéronautique & Spatial
Syllabus
            Semestre 9AM2AS
             Automatique et
              Mécatronique,
               Automobile,
             Aéronautique &
                Spatial

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Syllabus

                                                 Électronique
Semestre 9AM2AS - Automatique et Mécatronique, Automobile, Aéronautique &
                                                      Spatial

MODULE          UE        INTITULÉ                                          INTERVENANTS           COEF.
                                                                                                   /ECTS
                E9AM2AS Outils et Logiciels pour l'Automatique (OLA)        A. OUSTALOUP (Resp.)   5.00
                -A
AU304                     Systèmes à dérivées non entières                  A. OUSTALOUP (Resp.)   1.00    p. 8
AU315                     Optimisation                                                             1.00    p. 21
AU316                     Modélisation par Bond Graph                                              1.50    p. 23
TS315                     Processus aléatoire et théorie de l'information   V. CORRETJA (Resp.)    1.50    p. 30
                                                                            Z. SIGRIST

                E9AM2AS Modélisation, Identification, Surveillance          A. OUSTALOUP (Resp.)   5.00
                -B      (MIS)
AU301                     Identification des systèmes dynamiques            S. VICTOR (Resp.)      2.50    p. 3
AU302                     Détection et localisation de défauts              D. HENRY               2.50    p. 5

                E9AM2AS Commandes Robustes Multivariables (CRM)             P. LANUSSE (Resp.)     5.00
                -C
AU303                     Analyse et commande des systèmes non              A. OUSTALOUP           0.50    p. 7
                          linéaires
AU306                     Synthèse fréquentielle de commandes robustes      P. LANUSSE (Resp.)     2.00    p. 9
AU307                     Synthèse de commandes robustes par                D. HENRY               2.00    p. 11
                          optimisation
AU308                     Synthèse de lois de commande                      A. OUSTALOUP (Resp.)   0.50    p. 13

                E9AM2AS Dynamique du Véhicule et des Systèmes               P. MELCHIOR (Resp.)    5.00
                -D      Aéronautiques et Spatiaux (DVSAS)
AU314                     Dynamique du véhicule                                                    2.50    p. 20
AU319                     Commande Automatique De Vol                                              2.50    p. 25

                E9AM2AS Analyse des Systèmes - Robotique (ASR)              P. MELCHIOR (Resp.)    5.00
                -E
AU309                     Systèmes à évènements discrets                                           1.00    p. 15
AU311                     Commande des actionneurs                          A. OUSTALOUP (Resp.)   1.00    p. 16
AU312                     Modélisation et commande des procédés             A. OUSTALOUP (Resp.)   1.50    p. 17
                          robotisés
AU313                     Planification de trajectoire                      P. MELCHIOR (Resp.)    1.50    p. 18

                E9AM2AS Culture de l'ingénieur                              É. ASTIEN (Resp.)      5.00
                -F
CE302                     Projet Professionnel : niveau 3                   E. DUPUY               0.00    p. 26
CE320                     Soutenance de projet professionnel                É. ASTIEN (Resp.)      0.00    p. 27
CE321                     Challenge entreprise                              É. ASTIEN              2.50    p. 28
LC301                     LV1 Anglais S9                                    K. BEIRNE              2.50    p. 29
                                                                            P. CROCKER
                                                                            J. FAUCHER (Resp.)
                                                                            P. FLOQUET (Resp.)
                                                                            S. MÉDINA (Resp.)
                                                                            L. STEVENS-LARRE

                                                                                                                   2
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Syllabus

            AU301 : Identification des systèmes dynamiques
Partagé par l'UE (les UEs) :
     E9AM2AS-BModélisation, Identification, Surveillance (MIS)                                    p. 2

Crédits ECTS :
     2.50

Évaluation :
     S1: Proj(Rap) x1

Volumes horaires :
     Cours :                                                           10.00
     Travaux Dirigés :                                                 8.00
     Travail Individuel :                                              10.00
Enseignant(s) :
     VICTOR Stéphane
Titre :
     Identification des systèmes dynamiques

Résumé :
     La problématique abordée concerne la détermination à partir de la connaissance de signaux entrée/sortie, d'un
     modèle analytique appartenant à une classe donnée. Le comportement dynamique prédit par le modèle doit être
     le plus voisin possible de celui du processus considéré, au sens d'un critère. On distingue deux grandes classes
     de méthodes d'identification : les méthodes dites non paramétriques et les approches dites paramétriques. Dans
     ce cours, nous abordons les méthodes paramétriques.

     Toute procédure d'identification se déroule de la façon suivante : Choix d'un protocole d'expérimentation, choix
     d'une structure de modèle, choix d'une méthode d'estimation, validation du modèle estimé. L'objectif de ce cours
     est d'aborder ces différentes étapes. Plus particulièrement, nous commençons par une présentation et une
     analyse critique des différentes structures en estimation paramétrique. Puis, parmi les différentes méthodes
     d'estimation existant dans la littérature scientifique, la méthode d'estimation dite des moindres carrés ordinaires
     basée sur la minimisation d'un critère quadratique, est abordée. Les différents test de validation sont alors
     présentés. Enfin, le cours se termine par un chapitre sur la méthode dite de l'erreur de prédiction.

Plan :
     Le contenu du cours est le suivant :
     * Introduction et motivation : Présentation des objectifs, Rappels sur les méthodes non paramétriques, sur les
     définitions des fonctions d'auto et d'inter-correlation, des densités spectrales de puissance et sur la théorie des
     variables aléatoires.
     * Structure de modèle en identification : Présentation des structures ARX, ARMA, ARMAX, OE et Box-Jenkins.
     Analyse des avantages et inconvénients.
     * La méthode d'estimation paramétrique des moindres carrés ordinaires. Présentation du problème, critère
     quadratique, minimisation du critère.
     * Quantification de la confiance de l'estimation : Test de la blancheur de l'erreur de prédiction, Tests de corrélation
     entrée/sortie, Régions de confiance dans l'espace paramétrique, dans le plan de Bode et des pôles/zéros.
     * Méthode de l'erreur de prédiction. Présentation du problème et résolution.
     * Bureau d'études : Application des outils méthodes au cas d'un procédé réel.

Prérequis :
     Dynamique des systèmes linéaires, Systèmes échantillonnés, Synthèse de loi de commande discrète, Traitement

                                                                                                                               3
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       des signaux numériques.

Document(s) :
       [1] : « System identification : Theory for the user », L. Ljung, Prentice Hall, 1987.
       [2] : « System identification » T. Söderström et P. Stoïca, Prentice Hall, 1989.

Mot(s) clé(s) :
       Fonction d'auto et d'inter-correlation, Densité spectrale de puissance, Moindres carrés ordinaire, Région de
       confiance, Erreur de prédiction.

                                                                                                                      4
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                  AU302 : Détection et localisation de défauts
Partagé par l'UE (les UEs) :
     E9AM2AS-BModélisation, Identification, Surveillance (MIS)                              p. 2

Crédits ECTS :
     2.50

Évaluation :
     S1: Proj(Rap) x1

Volumes horaires :
     Cours :                                                            10.00
     Travaux Dirigés :                                                  8.00
     Travail Individuel :                                               10.00
Enseignant(s) :
     HENRY David
Titre :
     Détection et localisation de défauts

Résumé :
     Contexte - Problématique : Méthodes modernes de détection et localisation de défaillances (capteurs,
     actionneurs, composants physiques) à base de modèle, redondance analytique, surveillance/diagnostic

     Objectifs : Analyser les tâches d'un système de surveillance. Maîtriser les méthodes de projection dans
     l'espace de parité et à base d'observateur de diagnostic. Modélisation orientée « surveillance ».

     Outils : cours, TD sur papier, mini-projet sous Matlab/Simulink.

Plan :
     * Introduction aux systèmes de surveillance à base de modèle
            - Systèmes FDIR : Fault Detection, Isolation and Recovery.
            - FDI à base de modèle, démarche méthodologique :
     Génération des signaux indicateurs de défauts ;
     Prise de décision, tests d'hypothèses ;
     Robustesse / Performances.
            - Exemples et domaines d'application :
     Systèmes aéronautiques ;
     Applications spatiales ;
     Secteur nucléaire ;
     Systèmes mécatroniques ;
     Domaine de l'environnement.
            - Détectabilité (point de vue « signal », point de vue « système »).

     * FDI par projection de relations de redondance dans l'espace de parité
           - Redondance statique ;
           - Redondance dynamique ;
           - Découplage, procédure d'optimisation « Gantmacher ».

     * FDI à base d'observateurs de diagnostic
           - "Dedicated Observer Scheme" ;
           - "Generalized Observer Scheme".

     * Tests de décision, traitement des signaux indicateurs

                                                                                                               5
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               - Notion de risque et tests d'hypothèses ;
               - Tests séquentiels (temps réel), test de Wald.

Prérequis :
       Notions de base en estimation et observation d'état.

Document(s) :
       Support transparents powerpoint.

       Livres conseillés : Gertler J. (1998). « Fault detection and diagnosis in engineering systems » Marcel Dekker.
       Chen, J. and R.J. Patton (1999). Robust model-based fault diagnosis for dynamic systems. Kluwer Academic
       Publishers.

Mot(s) clé(s) :
       Détection, localisation, modèle, défauts, surveillance.

                                                                                                                        6
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Syllabus

    AU303 : Analyse et commande des systèmes non linéaires
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-CCommandes Robustes Multivariables (CRM)                                               p. 2

Crédits ECTS :
       0.50

Évaluation :
       S1: ET(1h,E,da,ca) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                             12.00
       Travail Individuel :                                                12.00
Enseignant(s) :
       OUSTALOUP Alain
Titre :
       Analyse et commande des systèmes non linéaires

Résumé :
       La grande majorité des systèmes à commander sont des systèmes non linéaires et/ou non stationnaires.
       L'automaticien doit par conséquent posséder les outils permettant de les classifier (en vue de choisir les
       méthodologies de commande appropriées), de les analyser et de les commander.

       Objectifs : Donner aux étudiants des notions permettant

               - de classifier les systèmes non linéaires et non stationnaires,

               - de caractériser et d'étudier la stabilité des systèmes non linéaires / non stationnaires asservis à partir de
               techniques de type Lyapunov et des techniques issues du théorème du faible gain,

               - de commander les systèmes linéaires / non stationnaires.

Plan :
               - Analyse de la nature des systèmes non linéaires et étude de leur stabilité
               - Stabilité des systèmes non linéaires et non stationnaires asservis
               - Commande au premier ordre des systèmes non linéaires
               - Eléments d'algèbre différentielle
               - Linéarisation entrée-sortie par bouclage des systèmes non linéaires.
               - Commande des systèmes non stationnaires.

Document(s) :
       Polycopie de cours. Pour aller au-delà du cours contenu dans le polycopié, il est possible de se reporter au
       chapitre « Bibliographie » du polycopié.

Mot(s) clé(s) :
       Systèmes non linéaires, Systèmes non stationnaires, Stabilité interne, Stabilité entrée-sortie, Commande au
       premier order, Linéarisation entrée-sortie par bouclage statique

                                                                                                                                 7
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Syllabus

                        AU304 : Systèmes à dérivées non entières
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-AOutils et Logiciels pour l'Automatique (OLA)                         p. 2

Crédits ECTS :
       1.00

Évaluation :
       S1: ET(1h30,E,da,ca) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                               14.00
       Travail Individuel :                                                  14.00
Enseignant(s) :
       OUSTALOUP Alain
Titre :
       Systèmes à dérivées non entières

Plan :
               - Dérivateur généralisé
               - Dérivation généralisée
               - La dérivation non entière en extraction de contour
               - La dérivation non entière en planification de trajectoire
               - Récursivité et dérivation non entière
               - Fractalité et dérivation non entière
               - Relaxation de l'eau sur une digue poreuse
               - Robustesse fractale
               - De la digue poreuse à la suspension CRONE
               - De la robustesse fractale à la commande CRONE

                                                                                            8
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Syllabus

      AU306 : Synthèse fréquentielle de commandes robustes
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-CCommandes Robustes Multivariables (CRM)                                        p. 2

Crédits ECTS :
       2.00

Évaluation :
       S1: Proj(Rap,Sout) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                        10.00
       Cours Intégré :                                                8.00
       Travaux Pratiques :                                            8.00
Enseignant(s) :
       LANUSSE Patrick                         patrick.lanusse@enseirb.fr                      05 4000 2417
                http://www.enseirb.fr/~lanusse
Titre :
       Synthèse fréquentielle de commandes robustes

Résumé :
       Le modèle d'un système à commander étant par nature incertain, les méthodologies de synthèse se doivent de
       fournir des lois de commande robustes, c'est-à-dire qui garantissent des performances aussi insensibles que
       possible à l'état paramétrique réel du système commandé. Plusieurs méthodologies sont aujourd'hui proposées.
       Ce cours présente deux méthodologies fréquentielles, QFT (Quantitative Feedback Theory) et CRONE
       (Commande Robuste d'Ordre Non Entier), permettant la prise en compte des variations paramétriques
       éventuelles du système à commander sous la forme de domaines d'incertitude fréquentielle totalement structurés
       déterminés sans aucune majoration. La spécificité de la méthodologie CRONE développée au laboratoire LAP de
       l'ENSEIRB est l'utilisation de paramètres de haut niveau que sont des ordres fractionnaires de dérivation ou
       d'intégration pour pré-paramétrer le loi de commande et ainsi en faciliter sa détermination. La mise en oeuvre de
       la méthodologie QFT s'avère plus intuitive, mais permet de bien faire sentir les finesses du loop shaping. Les
       deux
       méthodologies sont illustrées, en cours à travers des exemples, grâce à 2 travaux pratiques effectués avec
       Matlab/Simulink, et enfin par leur application à un problème de commande réel relatif au contrôle de la dynamique
       du véhicule étudié dans le module AU314 (Dynamique du Véhicule) de l'UV E5AM-D ou AU307 (Synthèse de
       commandes robustes par optimisation) de l'UVE5AM-D.

Plan :
       * Robustesse : degré de stabilité et marges de stabilité ; robustesse et marges de stabilité.
       * Commande CRONE : présentation ; Commande CRONE de première génération ; Commande CRONE de
       deuxième génération ; Commande CRONE de troisième génération ; problèmes de commande spécifiques ;
       applications industrielles.
       * Approche QFT : description de la méthodologie ; mise en oeuvre avec la boîte à outils Matlab.

Prérequis :
       Systèmes linéaires et commande linéaire des systèmes.

Document(s) :
       Polycopiés de cours de 125 pages. Texte des deux travaux pratiques réalisés.

                                                                                                                           9
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Syllabus

Mot(s) clé(s) :
       Automatique, Contrôle-commande, Commande robuste, CRONE, QFT.

Cours en ligne :
       http://uuu.enseirb.fr/~lanusse/SFCR.pdf

                                                                       10
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Syllabus

  AU307 : Synthèse de commandes robustes par optimisation
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-CCommandes Robustes Multivariables (CRM)                                              p. 2

Crédits ECTS :
       2.00

Évaluation :
       S1: Proj(Rap,Sout) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                            8.00
       Cours Intégré :                                                    12.00
       Travail Individuel :                                               8.00
Enseignant(s) :
       HENRY David
Titre :
       Synthèse de commandes robustes par optimisation

Résumé :
       La problématique abordée dans ce cours concerne la synthèse de filtres multivariables robustes. Deux familles de
       filtres sont considérées : les correcteurs multivariables robustes et les estimateurs d'état robustes. Dans ce
       contexte, les approches étudiées sont basées sur les notions de norme H∞, d'optimisation convexe et
       d'inégalités linéaires matricielles.

       Le problème de synthèse de correcteurs robustes de définit comme le problème de synthèse d'une loi de
       commande qui stabilise simultanément une famille de système, éventuellement non linéaire et de dimension
       infinie. Cette famille de systèmes est représentée à l'aide d'une famille de modèles constituée d'un modèle
       nominal et de modèles des perturbations endogènes (incertitudes de modèles) et exogènes (perturbations
       d'entrée, bruit de mesure...).
       Dans le problème de synthèse d'estimateurs robustes, l'objectif consiste à reconstruire une combinaison linéaire
       de l'état à partir des signaux dont on dispose, tel que l'erreur d'estimation soit robuste vis-à-vis des perturbations
       endogènes et exogènes.
       Dans les deux problèmes, la notion de robustesse est considérée au sens de la norme H∞.

Plan :
       Le contenu du cours est le suivant :
       * Introduction et motivation : Présentation des objectifs et rappels sur les approches existantes (Commandes LQ /
       LQG / Filtres de Kalman / placement de structure propre ..etc...)
       * Outils fondamentaux : Valeurs singulières, espace RH∞ et norme L2 induites et H∞
       * Représentation des incertitudes de modèle : Formalisme LFT (Linear Fractionnal Transformation)
       * Le problème H∞ en commande multivariable : Approche sensibilité mixte, théorème du petit gain,
       résolution du problème à l'aide des techniques d'optimisation convexe et du formalisme LMI, post-analyse des
       performances robustes à l'aide de la valeur singulière structurée.
       * Le problème d'estimation robuste dans un contexte H∞ : Formulation du problème comme un problème
       fictif de synthèse de loi de commande, Différence fondamentale, Résolution et post-analyse des performances.
       * Bureau d'études : Application de la méthode H∞ au problème de commande d'un moteur à courant
       continu et au problème de reconstruction de l'état d'un système incertain académique (système masse ressort
       amortisseur).

                                                                                                                                11
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Syllabus

Prérequis :
       Représentation d'état - Synthèse de loi de commande continue (approches fréquentielle et modale)

Document(s) :
       1] « Commande H∞ et µ-analyse : des outils pour la robustesse », G. Duc et S. Font, Hermes Science
       Publications, France, 1999.
       [2] « FEEDBACK CONTROL THEORY », J.C. Doyle, B.A. Francis et A.R. Tannenbaum. Macmillan Publishing
       Company, USA, 1992.
       [3] « A Practical Approach to Robustness Analysis with Aeronautical Applications » G. Ferreres, Kluwer
       Academic/Plenum Publishers, USA.

Mot(s) clé(s) :
       Représentation LFT, Norme H∞, équations de Riccati, inégalités linéaires matricielles (LMI), valeur
       singulière structurée (µ), algorithme du point intérieur, algorithme ellipsoïdal.

                                                                                                                   12
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Syllabus

                       AU308 : Synthèse de lois de commande
Partagé par l'UE (les UEs) :
     E9AM2AS-CCommandes Robustes Multivariables (CRM)                               p. 2

Crédits ECTS :
     0.50

Évaluation :
     S1: ET(1h30,E,da,ca) x1

Volumes horaires :
     Cours :                                                      13.00
     Travaux Dirigés :                                            3.00
     Travail Individuel :                                         13.00
Enseignant(s) :
     OUSTALOUP Alain
Titre :
     Synthèse de lois de commande

Résumé :
     Objectifs : Ce module présente un panorama des différentes méthodes
     d'analyse et de synthèse des lois de commande, dans domaine linéaire.
     Ces méthodes, qui ont fait l'objet d'un transfert de technologie,
     sont les plus connues et utilisées dans le milieu industriel.
     L'objectif du cours est de donner aux étudiants une connaissance dans
     le domaine de la commande, dans l'esprit "méthodes et pratiques" de
     l'ingénieur. Aussi ces méthodes sont présentées d'un point de vue
     principe, méthodologique, avantages et limitations. Ces techniques
     sont par ailleurs illustrées par des exemples applicatifs. Les
     approches d'état, multivariables et robustes, pour leur part, seront
     présentées en 3ème année.

Plan :
     1. Commande à modèle interne
     2. Commande à grand gain
     3. Commandes LQ et LQG
     4. Commande à critère quadratique
     5. Commande par placement des zéros et des pôles
     6. Du rejet de perturbation au découplage
     7. Commande par découplage linéaire : application à une table de
     découpe en H
     8. Commande par découplage non linéaire : application à une table
     polaire
     9. Commande à variance minimale
     10. Commande prédictive

Document(s) :
     Polycopié de Cours.
     Livres conseillés:
            - Ph. De LARMINAT - Automatique : commande des systèmes linéaires,
     2ème édition revue et augmentée - Editions Hermès, Paris, 1996;
            - P. BORNE - Commande et optimisation des processus - Editions
     Technip, 1993;
            - P. BORNE - Analyse et régulation des processus industriels, Tome 1:

                                                                                           13
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Syllabus

       Régulation continue - Editions Technip, 1993;
              - P. BORNE - Analyse et régulation des processus industriels, Tome 2:
       Régulation numérique, Editions Technip, 1993;
              - A. J. FOSSARD et D. NORMAND-CYROT - Tome 3 : Commande, Série
       Automatique : Systèmes non linéaires - Editions Masson, 1993;
              - J. RICHALET - Pratique de la commande prédictive - Editions Hermès,
       1993;
              - P. BOUCHER et D. DUMUR - La commande Prédictive, Série Méthodes et
       pratiques de l'ingénieur - Editions Technip, 1996;
              - B. d'ANDREA NOVEL - Commande linéaire des systèmes dynamiques -
       Editions Masson, 1994;
              - J.-J. D'AZZO and C.-H.HOUPIS - Linear control system analysis and
       design - Mc Graw-Hill, 1988;
              - C.-H.HOUPIS - Digital control system - Mc Graw-Hill, 1985;
              - W. J. GRANTHAM and T. L. VINCENT - Modern control systems analysis
       and design - Wiley Editions, 1993;
              - J. DOYLE, B. FRANCIS and A. TANNENBAUM - Feedback control theory -
       Prentice Hall ESM, 1991;
              - K.J. ASTROM and B. WITTENMARK - Computer-controlled systems :
       theory and design, 3ème édition - Prentice Hall ESM, 1997;
              - T. KAILATH - Linear systems, Information and System Sciences
       Series - Prentice Hall, 1988;
              - J.-P. CARON et J.-P. HAUTIER - Modélisation et commande de la
       machine asynchrone - Série Méthodes et pratiques de l'ingénieur -
       Editions Technip, 1995.

                                                                                      14
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Syllabus

                        AU309 : Systèmes à évènements discrets
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-EAnalyse des Systèmes - Robotique (ASR)                                            p. 2

Crédits ECTS :
       1.00

Évaluation :
       S1: ET(1h30,E,da,ca) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                        12.00
       Travail Individuel :                                           12.00
Titre :
       Systèmes à évènements discrets

Résumé :
       Objectif : Comprendre la dynamique des systèmes distribués à évènements discrets.

       Contexte - Problématique : Analyse des flux discrets (matière, information) dans les systèmes (de production,
       informatiques) distribués.

       Outils : Réseaux de Petri, algèbre Max,+

Plan :
       Caractérisation des flux discrets, modélisation par réseaux de Petri, analyse dynamique.

Document(s) :
       Support de cours.

Mot(s) clé(s) :
       Graphes, Max,+

                                                                                                                       15
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Syllabus

                              AU311 : Commande des actionneurs
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-EAnalyse des Systèmes - Robotique (ASR)                                           p. 2

Crédits ECTS :
       1.00

Évaluation :
       S1: ET(1h,E,da,ca) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                         10.00
       Travail Individuel :                                            10.00
Enseignant(s) :
       OUSTALOUP Alain
Titre :
       Commande des actionneurs

Résumé :
       Toute boucle de commande intègre un actionneur. Il est par conséquent nécessaire à l'automaticien de savoir
       prendre en compte cet actionneur et savoir le mettre en oeuvre dans la boucle de commande.

       Objectif : Donner aux étudiants les notions nécessaires pour prendre en compte les actionneurs les plus
       répandus lorsque ces derniers sont intégrés dans une boucle de commande.

Plan :
               - Actionneurs Hydrauliques : conception technologique, modélisation et commande à partir de tels
               actionneurs.
               - Actionneurs Pneumatique : conception technologique, modélisation et commande à partir de tels
               actionneurs.
               - Actionneurs Electriques (moteurs à courant continu, moteurs brushless et moteurs asynchrones)
               conception technologique, modélisation et commande à partir de tels actionneurs.

Prérequis :
       Modélisation de systèmes électro-mécaniques

Document(s) :
       Polycopié de cours. Pour aller au-delà du cours contenu dans le polycopié, il est possible de se reporter au
       chapitre « Bibliographie » du polycopié.

Mot(s) clé(s) :
       Actionneurs hydrauliques, Actionneurs Pneumatique, Actionneurs Electriques, Modélisation, Commande.

                                                                                                                      16
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Syllabus

   AU312 : Modélisation et commande des procédés robotisés
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-EAnalyse des Systèmes - Robotique (ASR)                                           p. 2

Crédits ECTS :
       1.50

Évaluation :
       S1: ET(1h,E,da,ca) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                         10.00
       Travail Individuel :                                            10.00
Enseignant(s) :
       OUSTALOUP Alain
Titre :
       Modélisation et commande des procédés robotisés

Résumé :
       Un travail préalable à la commande d'un système électromécanique consiste à obtenir un modèle permettant de
       caractériser mathématiquement ce système. Ce cours propose une façon analytique d'y parvenir.

       Objectif : Donner aux étudiants les outils nécessaires pour modéliser un système électro-mécanique à plusieurs
       degrés de libertés.

Plan :
               - Présentation du formalisme de Lagrange et des notions nécessaires à sa mise en oeuvre ;
               - Mise en oeuvre pour la modélisation de plusieurs systèmes electro-mécaniques réels ;
               - Proposition d'une structure de commande pour chaque modèle obtenu.

Prérequis :
       Notions élémentaires de mécanique, Notion de commande linéaires (représentation d'état des systèmes
       dynamiques, Regulation PID)

Document(s) :
       Polycopié de cours. Pour aller au-delà du cours contenu dans le polycopié, il est possible de se reporter au
       chapitre « Bibliographie » du polycopié.

Mot(s) clé(s) :
       Formalisme de Lagrange, Modelisation, Systèmes électro-mécaniques, Commande

                                                                                                                        17
23/05/2016 - 04:52:39
Syllabus

                              AU313 : Planification de trajectoire
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-EAnalyse des Systèmes - Robotique (ASR)                                               p. 2

Crédits ECTS :
       1.50

Évaluation :
       S1: Proj(Rap) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                            10.00
       Travail Individuel :                                               10.00
Enseignant(s) :
       MELCHIOR Pierre
Titre :
       Planification de trajectoire

Résumé :
       L'élaboration de la commande d'un procédé devant réaliser une tâche résulte de deux étapes de conception : la
       synthèse de la commande proprement dite qui permet d'obtenir les performances désirées en asservissement et
       en régulation en tenant compte notamment de la sensibilité de l'entrée du procédé ; la planification de trajectoire
       dont l'objectif est de générer les consignes des boucles de commande en fonction des contraintes imposées par
       la tâche à effectuer et des limitations physiques du procédé. Cette dernière partie se décompose elle-même en
       deux phases : la génération de trajectoire qui définit géométriquement la trajectoire à suivre en fonction de la
       tâche à effectuer et des contraintes imposées par l'environnement de travail ; la génération de mouvement qui
       détermine, sous forme de consignes, la façon de suivre la trajectoire en fonction des performances souhaitées et
       des contraintes physiques des actionneurs.

       Objectif : L'objectif est de donner aux étudiants les notions et les outils permettant de générer la trajectoire à
       suivre et les consignes optimales à appliquer au système commandé.

Plan :
       * Problématique
             - 1.1 - Introduction
             - 1.2 - Tour d'horizon des approches existantes : Etat de l'art
       * Génération de mouvement entre deux points : Etude temporelle
             - 2.1 - Interpolation polynômiale
             - 2.2 - Lois Bang-Bang
             - 2.3 - Coordination articulaire
       * Génération de mouvement avec points intermédiaires : Etude temporelle
             - 3.1 - Interpolation linéaire et transition parabolique
             - 3.2 - Utilisation de polynômes du troisième degré
             - 3.3 - Calcul du temps sur chaque segment
       * Génération de mouvement entre deux points : Etude fréquentielle
             - 4.1 - Interprétation fréquentielle d'une génération de mouvement entre deux points : filtre caractéristique
             - 4.2 - Interprétation fréquentielle des interpolations polynômiales
             - 4.3 - Interprétation fréquentielle des lois Bang-Bang
       * Génération de mouvement avec points intermédiaires : Etude fréquentielle
             - Interpolation polynomiale
             - Lois Bang-Bang
       * Démarche structurée pour le choix d'un actionneur

                                                                                                                             18
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Document(s) :
       Documents de cours.
       Livres conseillés : Se reporter au chapitre "Bibliographie" des documents de cours.

Mot(s) clé(s) :
       Robotique, Planification de trajectoire, Génération de mouvement, Poursuite de trajectoire, Commande optimale,
       Saturations, Dimensionnement.

                                                                                                                        19
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                               AU314 : Dynamique du véhicule
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-DDynamique du Véhicule et des Systèmes Aéronautiques et Spatiaux                 p. 2
                (DVSAS)
Crédits ECTS :
       2.50

Évaluation :
       S1: Proj(Rap,Sout) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                           22.00
       Cours Intégré :                                                   12.00
       Travaux Dirigés :                                                 34.00
       Travail Individuel :                                              22.00
Titre :
       Dynamique du véhicule

Résumé :
       L'objectif du cours est de donner aux étudiants une connaissance dans le domaine du contrôle de la dynamique
       du véhicule et ce dans l'esprit "méthodes et pratiques" de l'ingénieur. Aussi, ces méthodes sont présentées d'un
       point de vue principe, méthodologique, avantages et limitations. Ces techniques sont par ailleurs illustrées par
       des exemples issus des travaux de recherche et développement du secteur automobile.

       Contexte - Problématique : Ce module présente dans un contexte industriel la problématique et les solutions
       mécatroniques développées pour améliorer la sécurité active, l'agrément de conduite et le confort des véhicules
       automobiles.

Plan :
       * Introduction : contexte industriel et problématique
       * Modélisation du véhicule et des fonctions châssis
       * Analyse de l'influence des fonctions châssis sur la stabilité du véhicule
       * Intérêts des systèmes mécatroniques dans les fonctions châssis
       * Synthèse des commandes des fonctions châssis
       * Vers le contrôle global du châssis

Prérequis :
       Dynamiques des systèmes linéaires, Commandes des systèmes linéaires

Document(s) :
       Polycopié de cours;
       Gillespie, T.D - « Fundamentals of vehicle dynamics ». Published by Society of Automotive Engineers, Inc, 1992.
       G. C. Goodwin, S. F. Graebe and M. E. Salgano - « Control System Design » ; Prentice Hall Ed., New Jersey,
       2001.

                                                                                                                          20
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                                          AU315 : Optimisation
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-AOutils et Logiciels pour l'Automatique (OLA)                                       p. 2

Crédits ECTS :
       1.00

Évaluation :
       S1: ET(1h30,E,da,ca) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                           14.00
       Travail Individuel :                                              14.00
Titre :
       Optimisation

Résumé :
       Objectifs : Initiation aux méthodes d'optimisation.

       Contexte - Problématique : Dans tous les domaines scientifiques ou économiques, on est souvent amené à
       optimiser un certain critère, fonction réelle de plusieurs variables réelles, ces variables étant
       soumises à certaines contraintes d'égalités ou d'inégalités, linéaires ou non linéaires. Par exemple, on veut
       maximiser un bénéfice, ou minimiser un coût, maximiser une précision numérique, ou minimiser un bruit parasite.

       Outils : Exemples d'utilisation de divers logiciels (Matlab, Scilab, Maple, Mathematica, Excel).

Plan :
       * Chapitre 1 : Optimisation linéaire
             - 1.1 Introduction
             - 1.2 Exemple
             - 1.3 Problèmes d'optimisation linéaire
             - 1.4 Variables d'écart
             - 1.5 Utilisation de tableaux
             - 1.6 Méthode d'échange entière
             - 1.7 Méthode du simplexe
             - 1.8 Exemples
             - 1.9 Remarques
             - 1.10 Cas des variables bornées
             - 1.11 Cas des variables entières
             - 1.12 Dualité

       * Chapitre 2 : Optimisation non linéaire
             - 2.1 Introduction
             - 2.2 Conditions nécessaires pour un minimum
             - 2.3 Conditions suffisantes pour un minimum
             - 2.4 Critère quadratique sans contraintes
             - 2.5 Cas des contraintes d'égalité, critère de Lagrange
             - 2.6 Critère quadratique avec contraintes d'égalités linéaires
             - 2.7 Optimisation quadratique avec contraintes d'égalités linéaires
             - 2.8 Cas des contraintes d'inégalité
             - 2.9 Optimisation quadratique avec contraintes d'inégalités linéaires

Prérequis :
       Analyse matricielle, dérivées partielles.

                                                                                                                         21
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Document(s) :
       Polycopié du cours.
       Livres conseillés : Programmation linéaire avec 65 problèmes modélisés et résolus, C.Guéret, C.Prins, M.Sevaux,
       Eyrolles, 2000.

Mot(s) clé(s) :
       Optimisation linéaire, programmation linéaire, programmation entière, méthode d'échange, méthode du simplexe.
       Optimisation non linéaire, programmation quadratique, multiplicateurs de Lagrange, conditions de Kuhn et
       Tucker.
       Gradient, matrice hessienne.

                                                                                                                       22
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                          AU316 : Modélisation par Bond Graph
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-AOutils et Logiciels pour l'Automatique (OLA)                                     p. 2

Crédits ECTS :
       1.50

Évaluation :
       S1: CC x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                          6.00
       Cours Intégré :                                                  6.00
       Travaux Dirigés :                                                6.00
       Travail Individuel :                                             6.00
Titre :
       Modélisation par Bond Graph

Résumé :
       La modélisation par Bond Graph contribue à l'élaboration des spécifications techniques du cahier des charges et
       à la préparation des essais de validation. La modélisation par Bond Graph est surtout une méthode d'analyse de
       systèmes complexes.

       Objectifs :

               - Apprentissage de la technique de modélisation par Bond Graph

               - Réalisation d'un modèle de simulation à partir d'un Bond Graph

               - Initiation à la démarche d'ingénierie système

       Outils :

       Matlab / Simulink pour la mise en oeuvre du modèle de simulation à développer lors du BE.

       Forme :

       Cours (travaux dirigés intégrés), 1 Bureau d'étude ( BE / binôme).

Plan :
       * Introduction
       * Terminologie Bond-Graph
       * Procédure de construction d'un Bond-Graph
       * Causalité et Bond Graph
       * Passage d'un Bond-Graph à un schéma-bloc

Document(s) :
       Fascicule de cours, incluant TD et BE, Présentation en séance sur vidéoprojecteur.
       Livres conseillés :
       [Bor92]P. Borne, G. Dauphin-Tanguy, J.P. Richard, F. Rotella, I. Zambettakis, "Modélisation et identification des
       processus (tome 2)", Edition Technip, 1992.
       [Dau00]G. Dauphin-Tanguy, "Les bond graphs", Edition Hermes, 2000.

                                                                                                                           23
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Mot(s) clé(s) :
       Mécatronique, Analyse Système, Modélisation, Bond Graph

                                                                 24
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Syllabus

                        AU319 : Commande Automatique De Vol
Partagé par l'UE (les UEs) :
       E9AM2AS-DDynamique du Véhicule et des Systèmes Aéronautiques et Spatiaux   p. 2
                (DVSAS)
Crédits ECTS :
       2.50

Évaluation :
       S1: ET(1h30,E,sd,sc) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                 10.00
       Travaux Dirigés :                                       6.00
       Travail Individuel :                                    8.00
Titre :
       Commande Automatique De Vol

                                                                                         25
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Syllabus

                           CE302 : Projet Professionnel : niveau 3
Partagé par l'UE (les UEs) :
       C9SRT-F Culture de l'ingénieur                                         p. 0
       C9TM-F    Culture de l'ingénieur                                       p. 0
       E9AICE-F Culture de l'ingénieur                                        p. 0
       E9AM2AS-F Culture de l'ingénieur                                       p. 2
       E9CSI-F          Culture de l'ingénieur                                p. 0
       E9CSR-F          Culture de l'ingénieur                                p. 0
       E9SE-F           Culture de l'ingénieur                                p. 0
       E9TS-F           Culture de l'ingénieur                                p. 0
       I9-A             Culture de l'ingénieur                                p. 0
       M9-C             Langues et Culture de l'ingénieur                     p. 0
       T9GLR-C          Culture de l'ingénieur                                p. 0
       T9ISN-C          langues et culture de l'ingénieur                     p. 0
       T9RSC-C          Culture de l'ingénieur                                p. 0
Évaluation :
       S1: -- x0

Volumes horaires :
       Cours Intégré :                                                 5.20
Enseignant(s) :
       DUPUY Eric
Titre :
       Projet Professionnel : niveau 3

Résumé :
       Finalisation du projet professionnel/
       Préparation à la soutenance de projet professionnel

Plan :
       en cours d'élaboration

                                                                                     26
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Syllabus

                    CE320 : Soutenance de projet professionnel
Partagé par l'UE (les UEs) :
       C9SRT-F Culture de l'ingénieur                                                          p. 0
       C9TM-F    Culture de l'ingénieur                                                        p. 0
       E9AICE-F Culture de l'ingénieur                                                         p. 0
       E9AM2AS-F Culture de l'ingénieur                                                        p. 2
       E9CSI-F          Culture de l'ingénieur                                                 p. 0
       E9CSR-F          Culture de l'ingénieur                                                 p. 0
       E9SE-F           Culture de l'ingénieur                                                 p. 0
       E9TS-F           Culture de l'ingénieur                                                 p. 0
       I9-A             Culture de l'ingénieur                                                 p. 0
       M9-C             Langues et Culture de l'ingénieur                                      p. 0
       T9GLR-C          Culture de l'ingénieur                                                 p. 0
       T9ISN-C          langues et culture de l'ingénieur                                      p. 0
       T9RSC-C          Culture de l'ingénieur                                                 p. 0
Évaluation :
       S1: Proj(Sout) x1;S2: rep(S1) x1

Volumes horaires :
       Travaux Dirigés :                                               4.00
       Travail Individuel :                                            10.00
Enseignant(s) :
       ASTIEN Éric
Titre :
       Soutenance de projet professionnel

Résumé :
       Soutenance de 30 minutes devant un jury composé de professionnels et d'enseignants. Il s'agit pour l'élève
       "ingénieur" de présenter à partir d'une simulation de recrutement l'orientation qu'il a donné à son projet
       professionnel (métier, secteur...)

                                                                                                                    27
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Syllabus

                                    CE321 : Challenge entreprise
Partagé par l'UE (les UEs) :
       C9SRT-F Culture de l'ingénieur                                                           p. 0
       C9TM-F    Culture de l'ingénieur                                                         p. 0
       E9AICE-F Culture de l'ingénieur                                                          p. 0
       E9AM2AS-F Culture de l'ingénieur                                                         p. 2
       E9CSI-F          Culture de l'ingénieur                                                  p. 0
       E9CSR-F          Culture de l'ingénieur                                                  p. 0
       E9SE-F           Culture de l'ingénieur                                                  p. 0
       E9TS-F           Culture de l'ingénieur                                                  p. 0
       I9-A             Culture de l'ingénieur                                                  p. 0
       M9-C             Langues et Culture de l'ingénieur                                       p. 0
       T9GLR-C          Culture de l'ingénieur                                                  p. 0
       T9ISN-C          langues et culture de l'ingénieur                                       p. 0
       T9RSC-C          Culture de l'ingénieur                                                  p. 0
Crédits ECTS :
       2.50

Évaluation :
       S1: CC(Rap,PA) x1;S2: rep(S1) x1

Volumes horaires :
       Cours :                                                         24.00
Enseignant(s) :
       ASTIEN Éric
Titre :
       Challenge entreprise

Résumé :
       A travers une simulation l'étudiant doit comprendre les mécanismes de fonctionnement de l'entreprise ( coûts,
       comptabilité, finances, marketing, production...)

Plan :
       Chaque équipe, regroupée en unité autonome de gestion, doit gérer un ensemble de produits sur un marché
       virtuel.

                                                                                                                       28
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Syllabus

                                          LC301 : LV1 Anglais S9
Partagé par l'UE (les UEs) :
       C9SRT-F Culture de l'ingénieur                                                            p. 0
       C9TM-F    Culture de l'ingénieur                                                          p. 0
       E9AICE-F Culture de l'ingénieur                                                           p. 0
       E9AM2AS-F Culture de l'ingénieur                                                          p. 2
       E9CSI-F          Culture de l'ingénieur                                                   p. 0
       E9CSR-F          Culture de l'ingénieur                                                   p. 0
       E9SE-F           Culture de l'ingénieur                                                   p. 0
       E9TS-F           Culture de l'ingénieur                                                   p. 0
       I9-A             Culture de l'ingénieur                                                   p. 0
       M9-C             Langues et Culture de l'ingénieur                                        p. 0
       T9GLR-C          Culture de l'ingénieur                                                   p. 0
       T9ISN-C          langues et culture de l'ingénieur                                        p. 0
       T9RSC-C          Culture de l'ingénieur                                                   p. 0
Crédits ECTS :
       2.50

Évaluation :
       S1: CC x0.67 + Proj(Sout) x0.33;S2: Sta(Rap) x0.33

Volumes horaires :
       Travaux Dirigés :                                               24.00
       Travail Individuel :                                            15.00
Enseignant(s) :
       BEIRNE Kenneth
       CROCKER Paul
       FAUCHER Jill
       FLOQUET Pierre
       MÉDINA Susan
       STEVENS-LARRE LeAnn
Titre :
       LV1 Anglais S9

Résumé :
       Développer la communication en situation professionnelle

Plan :
               -Thèmes de la culture de l'entreprise et l'interculturel
               -Entraînement aux situations de communication professionnelle: présentations, réunions, entretien
               d'embauche

Document(s) :
               -Extraits de documentaires télévisés et de cinéma anglo-saxons
               -Supports pédagogiques variés : presse, audiovisuel, multimedia

Mot(s) clé(s) :
       Stratégies en communication professionnelle - Participation active

                                                                                                                   29
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Syllabus

          TS315 : Processus aléatoire et théorie de l'information
Partagé par l'UE (les UEs) :
     E9AM2AS-AOutils et Logiciels pour l'Automatique (OLA)                                    p. 2
     E9TS-A         Méthodes avancées en traitement du signal                                 p. 0
Crédits ECTS :
     1.50

Évaluation :
     S1: ET(1h30,E,sd,sc) x1

Volumes horaires :
     Cours Intégré :                                                   10.00
     Travail Individuel :                                              10.00
     Travaux Pratiques :                                               2.67
Enseignant(s) :
     CORRETJA Vincent
     SIGRIST Zoe
Titre :
     Processus aléatoire et théorie de l'information

Résumé :
     De nombreux phénomènes aléatoires se manifestent dans la nature : c'est le cas des fluctuations de la
     température, de la pression atmosphérique, etc. En électronique et en télécommunications, l'étude des processus
     aléatoires est utile notamment dans le contexte des communications numériques ; certains signaux sont
     impossibles à caractériser a priori. L'exploitation des processus aléatoires est aussi à la base de nombreuses
     approches en traitement du signal, que ce soit pour caractériser le contenu fréquentiel du signal (analyse
     spectrale), ou pour débruiter, coder et tatouer un signal de parole. Plus généralement, les sources d'information
     telles que le son, les images sont aléatoires et varient dans le temps.
     Le cours de processus aléatoire/théorie de l'information vise donc à introduire les propriétés et les outils de
     traitement des phénomènes variant aléatoirement dans le temps. Il sert notamment pour les enseignements de
     traitement du signal et d'automatique.

Plan :
     Partie Processus aléatoire :

     1/Caractérisation des processus aléatoires :

     Notion de moyenne,

     illustrations d'un processus aléatoire dans le cas discret,

     Densité de probabilité d'ordre supérieur,

     propriétés des fonctions d'autocorrélation de d'autocovariance,

     stationnarité et ergodicité

     2/Chaînes de Markov Rappels sur la théorie des graphes orientés, chaînes de Markov à temps discret

                                                                                                                         30
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Syllabus

       Partie Théorie de l'information

       1/ Estimation quantitative de l'information

       Etude des sources: Entropie,entropie mutuelle et conditionnée,
       Information mutuelle

       Cas des sources ergodiques et markoviennes

       2/ codage entropique

       Redondance des symboles et des messages

       Longueur moyenne d'un code, longueur optimale

       Code de Shannon-Fano

       Code de Huffman

Prérequis :
       probabilités

Document(s) :
       support de cours

Mot(s) clé(s) :
       fonction d'autocorrélation, fonction d'autocovariance, fonction d'intercorrélation, fonction d'intercovariance, matrice
       de corrélation, matrice de covariance, stationnarité au sens large, ergodicité, estimateurs de la fonction
       d'autocorrélation, chaîne de Markov, bruit blanc gaussien centré, bruit coloré.

                                                                                                                             31
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Syllabus

                                                                                                                     Index

AU301 : Identification des systèmes dynamiques....................................................................................................................................................................................... 3
AU302 : Détection et localisation de défauts .............................................................................................................................................................................................. 5
AU303 : Analyse et commande des systèmes non linéaires ....................................................................................................................................................................... 7
AU304 : Systèmes à dérivées non entières.................................................................................................................................................................................................. 8
AU306 : Synthèse fréquentielle de commandes robustes ........................................................................................................................................................................... 9
AU307 : Synthèse de commandes robustes par optimisation ................................................................................................................................................................... 11
AU308 : Synthèse de lois de commande ................................................................................................................................................................................................... 13
AU309 : Systèmes à évènements discrets ................................................................................................................................................................................................. 15
AU311 : Commande des actionneurs ........................................................................................................................................................................................................ 16
AU312 : Modélisation et commande des procédés robotisés.................................................................................................................................................................... 17
AU313 : Planification de trajectoire.......................................................................................................................................................................................................... 18
AU314 : Dynamique du véhicule .............................................................................................................................................................................................................. 20
AU315 : Optimisation ............................................................................................................................................................................................................................... 21
AU316 : Modélisation par Bond Graph .................................................................................................................................................................................................... 23
AU319 : Commande Automatique De Vol ............................................................................................................................................................................................... 25
CE302 : Projet Professionnel : niveau 3.................................................................................................................................................................................................... 26
CE320 : Soutenance de projet professionnel............................................................................................................................................................................................. 27
CE321 : Challenge entreprise .................................................................................................................................................................................................................... 28
E9AM2AS-A : Outils et Logiciels pour l'Automatique (OLA) .................................................................................................................................................................. 2
E9AM2AS-B : Modélisation, Identification, Surveillance (MIS)............................................................................................................................................................... 2
E9AM2AS-C : Commandes Robustes Multivariables (CRM) ................................................................................................................................................................... 2
E9AM2AS-D : Dynamique du Véhicule et des Systèmes Aéronautiques et Spatiaux (DVSAS) .............................................................................................................. 2
E9AM2AS-E : Analyse des Systèmes - Robotique (ASR) ......................................................................................................................................................................... 2
E9AM2AS-F : Culture de l'ingénieur.......................................................................................................................................................................................................... 2
LC301 : LV1 Anglais S9 ........................................................................................................................................................................................................................... 29
TS315 : Processus aléatoire et théorie de l'information ............................................................................................................................................................................ 30
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