Modélisa)onetSimula)onMul)-Physique

vendredi04/03etjeudi10/03/2016LycéeGastonMonnerville

OrianeAUBERT

Objec)f:êtreenmesuredeconcevoiretsimulerunmodèlemulG-physiqueauplusprèsdusystèmeréel,pouruneuGlisaGonenacGvitéspraGquesetenprojetsdeSTI

Jour1-04/03/2016

MATIN

•  Introduc)onàlamodélisa)onmul)-physiqueetauxou)lsdesimula)on

•  Miseensitua)onconcrète:modélisaGondel’ouvre-portailsolaireavecSinusPhyMiseenévidencedesspécificitésetdespossibilitésdeSinusPhy

•  Créa)ond’unmodèlesimpleAmélioraGondumodèleparassociaGondeblocsAmélioraGondumodèleparlacréaGond’unblocdynamiqueinterfacéavecMéca3D

APRES-MIDI

•  Findelamodélisa)ondel’ouvre-portailsolaire

•  Analysederessourcespédagogiquesetac)vitésauchoix

•  Synthèsedespossibilités,méthodesetastucesliéesàl’uGlisaGondeSinusPhy

Jour2-10/03/2016

MATIN

•  Réponseauxques)onsdiverses

•  Miseensitua)onconcrète:modélisaGond’uneMCCavecScilab/OpenModelicaMiseenévidencedesspécificitésetdespossibilitésdeScilabetOpenModelica

•  Modélisa)ond'uneMCC:-  sousformed'associaGondeblocs/souslaformed'unseulbloccomposant-  ajoutd'unerégulaGondevitesse,ajoutd'uneperturbaGonnonlinéaire

APRES-MIDI

•  Ac)vitédeconcep)ond’unmodèlemul)-physiqueenpréparaGondeTPoudeprojet,supportetlogicielauchoix

•  Synthèsedespossibilités,méthodesetastucesliéesàl’uGlisaGondeScilab/OpenModelica–ComparaisonavecSinusPhy

•  Analysederessourcespédagogiques

ModélisaGonMulG-PhysiquePour modéliser un système, on commence généralement par une approchestructurelle:graphedestructure,schéma-blocs,etc.L’étapesuivanteconsisteàmodéliserlecomportementphysique,grâceàdeséquaGonsmathémaGques,perme]antd’obtenirunereprésentaGonavecdesrésultatsnumériques.

ModélisaGonMulG-Physique

•  Laplupartdessystèmesfontintervenirplusieursdomainesdelaphysique:mécanique,électronique,thermique,fluidique,etc.

•  Unmodèlemul)-physiquepermetdedécrireunsystèmeparassociaGondeblocsélémentaires,chaqueblocétantrégiparuneouplusieurséquaGonscomportementalesassociéesàundomainedelaphysique.

•  Parexemple:

•  CeséquaGonssontdeséqua)onsdifféren)elles;lelogicielrésoutceséquaGonssimultanémentavecunpasdetempsdéfiniparl’uGlisateur.

MOTEUR REDUCTEUR TRANSMISSIONBATTERIE

LogicielSinusPhyLogicielrécent(2011)développéparAtemi(Méca3D)pourlesélèvesdelycée,BTSetCPGE.Principauxavantages:•  trèsclairpourlesélèves,faciled’uGlisaGon•  bibliothèquedecomposantsbienfournie•  faitapparaîtrelesgrandeursdefluxetd’effortdelachaîned’énergie•  interfaçableavecMéca3D

LogicielSinusPhy

LogicielSinusPhy

D’autreslogiciels

•  Matlab/Simulink

D’autreslogiciels

•  Scilab/Xcos(opensource)

D’autreslogiciels

•  OpenModelica(opensource)

AcGvitéModélisaGondel’ouvre-portailsolaireavecSinusPhy

VARIATEUR+MOTEURU=12V

Inominal=3,5AK=0,0653V/

rad/s

REDUCTEURSr1=1/35r2=1/31

TRANSMISSION-VANTAIL

Ω=0,075rad.s-1

PANNEAUSOLAIREValeurstypiques:12V–0,25A1000W/m2

25°C

BATTERIE12V–10AhRint=15mΩ

BanquesdemodèlesetacGvitéspédagogiques

•  h]p://www.cadware-educaGon.fr/educaGon/enseignement-superieur-et-recherche/sinusphy/86-cadware/documents/ressources/2366-ressources-simulaGons-sinusphy

•  h]p://atemi.pagesperso-orange.fr/downloads/SinusPhy.htm

•  AcGvitéSTI2D–ETT:sourcesd'énergied'unouvre-portailrespectueuxdel'environnementenSTI2D-ETT

•  EtudedecasTS-SI:amélioraGondel'autonomiedel'ARDroneParrot

Synthèse

•  Avantages

•  Inconvénientsetastuces

Synthèse•  Avantages–  trèsclairpourlesélèves,faciled’uGlisaGon–  bibliothèquedecomposantsbienfournie–  faitapparaîtrelesgrandeursdefluxetd’effortdelachaîned’énergie

–  interfaçableavecMéca3D

•  Inconvénientsetastuces–  tempsdesimulaGonlongs:diminuerlepasdetempspourperme]reaulogicielderésoudreleséquaGonsdifférenGelles

–  équaGonslinéaires:uGliserunparamètredesubsGtuGonpouréviterdemulGplierdesgrandeursd’entréeentreelles

Modélisa)onetSimula)onMul)-Physique

vendredi04/03etjeudi10/03/2016LycéeGastonMonnerville

OrianeAUBERT

Objec)f:êtreenmesuredeconcevoiretsimulerunmodèlemulG-physiqueauplusprèsdusystèmeréel,pouruneuGlisaGonenacGvitéspraGquesetenprojetsdeSTI

Jour2-10/03/2016

MATIN

•  Réponseauxques)onsdiverses

•  Miseensitua)onconcrète:modélisaGond’uneMCCavecScilab/OpenModelicaMiseenévidencedesspécificitésetdespossibilitésdeScilabetOpenModelica

•  Modélisa)ond'uneMCC:-  sousformed'associaGondeblocs/souslaformed'unseulbloccomposant-  ajoutd'unerégulaGondevitesse,ajoutd'uneperturbaGonnonlinéaire

APRES-MIDI

•  Ac)vitédeconcep)ond’unmodèlemul)-physiqueenpréparaGondeTPoudeprojet,supportetlogicielauchoix

•  Synthèsedespossibilités,méthodesetastucesliéesàl’uGlisaGondeScilab/OpenModelica–ComparaisonavecSinusPhy

•  Analysederessourcespédagogiques

Scilab/Xcos

•  opensource•  modulesdédiéspourl’éducaGonauxSciencesdel’Ingénieur(SIMM,CPGE,Arduino)

•  livretd’accompagnement•  peutêtrelongetdifficileàinstaller

OpenModelica

•  opensource•  dédiéàlasimulaGonmulG-physique•  mêmeinterfacegraphiqueetpossibilitésqueXcos

OpenModelicavsScilab/Xcos

avecOpenModelica

avecScilab/Xcos

AcGvitéspédagogiques

•  Pasdebanquesdemodèlesapriori•  RéuGlisaGondesmodèlesdécritsdanslelivret•  ModélisaGond’effortsnonlinéaires

AcGvitéspédagogiques

•  Pasdebanquesdemodèlesapriori•  RéuGlisaGondesmodèlesdécritsdanslelivret•  ModélisaGond’effortsnonlinéaires•  EtudedecasS-SI:thermographieaérienne(adaptableenSTI2D)

•  AcGvitédécouverteTS-SI:systèmesasservis