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CI-6 Modéliser, prévoir et vérifier les performances des systèmes combinatoires et séquentiels.

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Academic year: 2021

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(1)

systèmes combinatoires et séquentiels.

CI-6-2 Mémoriser l’information.

Prévoir, simuler et valider un système séquentiel

LYCÉECARNOT(DIJON), 2019 - 2020

Germain Gondor

(2)

Sommaire

1 Roue codeuse

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

7 Système de coffre motorisé

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 2 / 121

(3)

1 Roue codeuse

Présentation du problème Roue codeuse

Exploitation des pistes A et B

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

(4)

Roue codeuse Présentation du problème

Problème d’inclinaison de phare

L’assiette d’un véhicule se modifie avec sa charge, le profil de la route ou les conditions de conduite (phase de freinage ou d’accélération). Cette modification entraîne une variation d’inclinaison de l’axe du faisceau lumineux produit par les phares du véhicule. Ceux ci peuvent alors éblouir d’autres conducteurs ou mal éclairer la chaussée.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 4 / 121

(5)

Roue codeuse Présentation du problème

Problème d’inclinaison de phare

L’assiette d’un véhicule se modifie avec sa charge, le profil de la route ou les conditions de conduite (phase de freinage ou d’accélération).

alors éblouir d’autres conducteurs ou mal éclairer la chaussée.

(6)

Roue codeuse Présentation du problème

Problème d’inclinaison de phare

L’assiette d’un véhicule se modifie avec sa charge, le profil de la route ou les conditions de conduite (phase de freinage ou d’accélération).

Cette modification entraîne une variation d’inclinaison de l’axe du faisceau lumineux produit par les phares du véhicule. Ceux ci peuvent alors éblouir d’autres conducteurs ou mal éclairer la chaussée.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 4 / 121

(7)

Roue codeuse Présentation du problème

Certaines voitures, équipées d’un système de correction de la portée des phares, utilisent des capteurs d’assiette reliés aux essieux avant et arrière du véhicule.

Le dispositif étudié est un correcteur de portée statique, qui ne corrige la portée que lorsque le véhicule est à l’arrêt. Il conserve cette correc- tion lorsque le véhicule roule (le correcteur ne tient compte que de la variation d’assiette due à la charge).

Le calculateur détermine l’angle de correction de portée qui correspond à l’angle du véhicule.

(8)

Roue codeuse Présentation du problème

Certaines voitures, équipées d’un système de correction de la portée des phares, utilisent des capteurs d’assiette reliés aux essieux avant et arrière du véhicule.

Le dispositif étudié est un correcteur de portée statique, qui ne corrige la portée que lorsque le véhicule est à l’arrêt. Il conserve cette correc- tion lorsque le véhicule roule (le correcteur ne tient compte que de la variation d’assiette due à la charge).

Les capteurs d’assiette donnent des informations sur la variation d’inclinaison du châssis de la voiture.

Le calculateur détermine l’angle de correction de portée qui correspond à l’angle du véhicule.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 5 / 121

(9)

Piste A Piste B Zone transparente

Zone opaque

axe

pCellules émétrices Cellules réceptrices

(10)

Roue codeuse Roue codeuse

Il s’agit de codeurs rotatifs opto-électroniques de type incrémentaux comportant :

• un disque optique mobile avec 2 pistes (A et B) comportant chacune une succession de parties opaques et transparentes.

• deux cellules fixes, pour chaque piste : une cellule émettrice de lumière d.un côté et une réceptrice de l’autre.

Chaque passage d’une zone transparente à une autre est détecté par les cellules réceptrices.

Les 2 pistes sont décalées d’un quart de période et la rotation du disque donne les signaux précédents

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 7 / 121

(11)

Roue codeuse Roue codeuse

Il s’agit de codeurs rotatifs opto-électroniques de type incrémentaux comportant :

• un disque optique mobile avec 2 pistes (A et B) comportant chacune une succession de parties opaques et transparentes.

• deux cellules fixes, pour chaque piste : une cellule émettrice de lumière d.un côté et une réceptrice de l’autre.

Chaque passage d’une zone transparente à une autre est détecté par les cellules réceptrices.

(12)

Roue codeuse Roue codeuse

Il s’agit de codeurs rotatifs opto-électroniques de type incrémentaux comportant :

• un disque optique mobile avec 2 pistes (A et B) comportant chacune une succession de parties opaques et transparentes.

• deux cellules fixes, pour chaque piste : une cellule émettrice de lumière d.un côté et une réceptrice de l’autre.

Chaque passage d’une zone transparente à une autre est détecté par les cellules réceptrices.

Les 2 pistes sont décalées d’un quart de période et la rotation du disque donne les signaux précédents

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 7 / 121

(13)

temps Piste A

Piste B Signala Signalb

1/4 de période période

(14)

Roue codeuse Roue codeuse

S = 1 : Sens de rotation 2

temps Piste A

Piste B Signala Signalb

1/4 de période période

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 9 / 121

(15)

Les codeurs incrémentaux permettent 3 niveaux de précision d’exploi- tation :

• Utilisation des fronts montants de la piste A seule.

• Utilisation des fronts montants et descendants de la piste A seule.

• Utilisation des fronts montants et descendants des pistes A et B.

Le disque optique est relié par un système de biellettes à la barre de torsion de la voiture.

L’écrasement d’une suspension provoque la rotation de cette barre et donc du disque optique.

Le système de biellettes amplifie l’angle de rotation.

(16)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Compte tenu du débattement limite du châssis de la voiture, le disque optique tourne au maximum de plus ou moins 30. On souhaite obtenir un signalau minimumtous les 1/10 de degré.

La résolution d’un capteur incrémental correspond au nombre de fentes transparentes réparties sur une piste du disque optique (pour un tour).

Q - 1 :Après avoir calculé le nombre de points à mesurer, détermi- ner la résolution du capteur à utiliser dans le cas des trois exploitations possibles.

Résolution = N/4 = 900

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(17)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Compte tenu du débattement limite du châssis de la voiture, le disque optique tourne au maximum de plus ou moins 30. On souhaite obtenir un signalau minimumtous les 1/10 de degré.

La résolution d’un capteur incrémental correspond au nombre de fentes transparentes réparties sur une piste du disque optique (pour un tour).

Q - 1 :Après avoir calculé le nombre de points à mesurer, détermi- ner la résolution du capteur à utiliser dans le cas des trois exploitations possibles.

(18)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Compte tenu du débattement limite du châssis de la voiture, le disque optique tourne au maximum de plus ou moins 30. On souhaite obtenir un signalau minimumtous les 1/10 de degré.

La résolution d’un capteur incrémental correspond au nombre de fentes transparentes réparties sur une piste du disque optique (pour un tour).

Q - 1 :Après avoir calculé le nombre de points à mesurer, détermi- ner la résolution du capteur à utiliser dans le cas des trois exploitations possibles.

Résolution = N/4 = 900

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 11 / 121

(19)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Les capteurs standards ont une résolution en puissance de 2.

Q - 2 :Dans le cas de l’exploitation des pistes A et B, donner la résolution du capteur à adopter.

(20)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Les capteurs standards ont une résolution en puissance de 2.

Q - 2 :Dans le cas de l’exploitation des pistes A et B, donner la résolution du capteur à adopter.

On cherche n, le plus petit possible tel que : 2n > 900 donc n = 10.

(codeur à 1024 fentes).

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(21)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Suivant la configuration de la route, la voiture penche vers l’avant ou l’arrière. Le disque optique tourne donc dans un sens ou dans l’autre.

Déterminer la valeur de S le sens de rotation (trigonomé- trique ou rétrograde).

REMARQUE:c’est le disque qui tourne, pas les capteurs. . .

(22)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Suivant la configuration de la route, la voiture penche vers l’avant ou l’arrière. Le disque optique tourne donc dans un sens ou dans l’autre.

Q - 3 :A partir des informations délivrées par les pistes A et B, com- pléter les conditions 1 et 2 du diagramme d’état ci-contre.

Déterminer la valeur de S le sens de rotation (trigonomé- trique ou rétrograde).

REMARQUE:c’est le disque qui tourne, pas les capteurs. . .

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(23)

attente

sens 1,S=0 sens 2,S =1

condition 2 condition 1

condition 2 condition 1

stm[Machine d’état] Capteur de rotation [FonctionS]

(24)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

S = 0 : Sens de rotation 1

temps Piste A

Piste B Signala Signalb

1/4 de période période

condition 1=b.↑a+a.↑b+b.↓a+a.↓b

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 15 / 121

(25)

temps Piste A

Piste B Signala Signalb

1/4 de période période

condition 1=b.↑a+a.↑b+b.↓a+a.↓b

(26)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

S = 1 : Sens de rotation 2

temps Piste A

Piste B Signala Signalb

1/4 de période période

condition 2=a.↑b+b.↑a+a.↓b+b.↓a

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 16 / 121

(27)

temps Piste A

Piste B Signala Signalb

1/4 de période période

condition 2=a.↑b+b.↑a+a.↓b+b.↓a

(28)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 4:Modifier le diagramme d’états précédent pour que:

• le système retourne en état d’attenteune seconde après avoir détecté le sens de rotation

• l’entrée dans un état caractérisant le sens de rotation ne peut se faire qu’à partir de l’état d’attente.

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(29)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Modification 1

attente

sens 1,S=0 sens 2,S=1

condition 2 condition 1

condition 2 condition 1

after (1s)

after(1s)

(30)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Modification 1

attente

sens 1,S=0 sens 2,S=1

condition 2 condition 1

condition 2 condition 1

after (1s)

after(1s) stm[Machine d’état] Capteur de rotation [FonctionS]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 18 / 121

(31)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Modification 1

attente

sens 1,S=0 sens 2,S=1

condition 2 condition 1

condition 2 condition 1

after (1s)

after(1s)

(32)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Modification 1

attente

sens 1,S=0 sens 2,S=1

condition 2 condition 1

condition 2 condition 1

after (1s)

after(1s) stm[Machine d’état] Capteur de rotation [FonctionS]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 18 / 121

(33)

attente

sens 1,S =0 sens 2,S=1 condition 2 condition 1

after (1s) after (1s)

stm[Machine d’état] Capteur de rotation [FonctionS]

(34)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Afin d’exploiter les informations émises par le capteur, une carte électronique permet de compter ou décompter (en fonction du sens de rotation) les fronts montants ou descendants de la voie A.

Bascule JK : principe de fonctionnement

CLK J

K

Q Mise à 1

Mise à 0 Horloge

Sortie

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 20 / 121

(35)

Entrées Etat Fonction J K CLK futur Q réalisé

0 0 ↑CLK Q Maintient

0 1 ↑CLK 0 Mise à 0

1 0 ↑CLK 1 Mise à 1

1 1 ↑CLK Q Commutation

Sans front montant sur CLK (↑CLK), la bascule conserve son état.

(36)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 5 :Compléter le chronogramme

temps CLK

J K Q

On considère le front montant de l’horloge comme implicite.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 22 / 121

(37)

Q - 5 :Compléter le chronogramme

temps CLK

J K Q

On considère le front montant de l’horloge comme implicite.

(38)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 5 :Compléter le chronogramme

temps CLK

J K Q

On considère le front montant de l’horloge comme implicite.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 24 / 121

(39)

Q - 5 :Compléter le chronogramme

temps CLK

J K Q

On considère le front montant de l’horloge comme implicite.

(40)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 5 :Compléter le chronogramme

temps CLK

J K Q

On considère le front montant de l’horloge comme implicite.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 26 / 121

(41)

Q - 5 :Compléter le chronogramme

temps CLK

J K Q

On considère le front montant de l’horloge comme implicite.

(42)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 6 :Compléter le tableau de Karnaugh donnant Qn+1 (état de la bascule après le front montant n de l’horloge) en fonction de Qn (état de la bascule avant le front montant n), J et K . Donner l.expression simplifiée de Qn+1.

... J K

Qn ... 00 01 11 10

0 0 0 1 1

1 1 0 0 1

Qn+1=J.Qn+K.Qn

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 28 / 121

(43)

Q - 6 :Compléter le tableau de Karnaugh donnant Qn+1 (état de la bascule après le front montant n de l’horloge) en fonction de Qn (état de la bascule avant le front montant n), J et K . Donner l.expression simplifiée de Qn+1.

... J K

Qn ... 00 01 11 10

0 0 0 1 1

1 1 0 0 1

Qn+1=J.Qn+K.Qn

(44)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 29 / 121

(45)

Q - 7 :Compléter le chronogramme (Initialement les 3 variables Q sont à 0). A quoi correspondent les variables binaires : Q0, Q1et Q2? Conclure.

temps A

Q0 Q1 Q2

(46)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 7 :Compléter le chronogramme (Initialement les 3 variables Q sont à 0). A quoi correspondent les variables binaires : Q0, Q1et Q2? Conclure.

temps A

Q0 Q1 Q2

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 31 / 121

(47)

Q - 7 :Compléter le chronogramme (Initialement les 3 variables Q sont à 0). A quoi correspondent les variables binaires : Q0, Q1et Q2? Conclure.

temps A

Q0 Q1 Q2

(48)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 7 :Compléter le chronogramme (Initialement les 3 variables Q sont à 0). A quoi correspondent les variables binaires : Q0, Q1et Q2? Conclure.

temps A

Q0 Q1 Q2

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 33 / 121

(49)

Bascule D : principe de fonctionnement

En absence de front montant de l’horloge (↑CLK), la bascule conserve son état.

(50)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 8 :Compléter le schéma du compteur asynchrone construit avec des bascules D (le comptage se fera sur les fronts mon- tants de A et non descendant comme avant). Initialement, les 3 variables Q0, Q1et Q2sont à 0.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 35 / 121

(51)

Q - 8 :Compléter le schéma du compteur asynchrone construit avec des bascules D (le comptage se fera sur les fronts mon- tants de A et non descendant comme avant). Initialement, les 3 variables Q0, Q1et Q2sont à 0.

(52)

Roue codeuse Exploitation des pistes A et B

Q - 9 :Pour compter de 0 à 1023, expliquer quel est le nombre de bascules à utiliser pour répondre au cahier des charges.

Il fautnbascules pour compter de 0 à 2n−1. Il faut donc un compteur à 10 bascules pour répondre au cahier des charges.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 37 / 121

(53)

Q - 9 :Pour compter de 0 à 1023, expliquer quel est le nombre de bascules à utiliser pour répondre au cahier des charges.

Il fautnbascules pour compter de 0 à 2n−1. Il faut donc un compteur à 10 bascules pour répondre au cahier des charges.

(54)

Gestion d’un pont roulant

Sommaire

1 Roue codeuse

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

7 Système de coffre motorisé

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 38 / 121

(55)
(56)

Gestion d’un pont roulant

Une entreprise produit des bobines cylindriques de câbles de trois types (petites, moyennes et grandes). Elles sont déplacées à l’aide d’un chariot de pont-roulant posé sur deux poutres.

Variables de sorties : vecteur d’état(G,D)

• G=0,D=1 : déplacement de gauche vers droite,

• G=1,D=0 : déplacement de droite vers gauche,

• G=0,D=0 : arrêt du chariot,

• G=1,D=1 : combinaison interdite.

Variables d’entrée : vecteur d’état (dcy,cg,cd)

• dcy =1 : départ de cycle,

• cg =1 : chariot à gauche,

• cd =1 : chariot à droite,

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 40 / 121

(57)

Initialement, le chariot est à gauche. L’appui sur départ cycle n’a d’effet que si le chariot est à gauche. Le cycle nominal comprend un déplacement à droite, puis un retour à gauche.

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

Q - 2:Le système est-il séquentiel ou combinatoire ? Q - 3:Indiquer le nombre d’états possibles du système

Q - 4:Compléter le diagramme d’états du système ci-dessous.

(58)

Gestion d’un pont roulant

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 42 / 121

(59)

arrêt du chariot

stm[Machine d’état] Pont roulant [Déplacement du chariot]

(60)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 44 / 121

(61)

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

(62)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 45 / 121

(63)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

(64)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 45 / 121

(65)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

(66)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 45 / 121

(67)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

(68)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 45 / 121

(69)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

(70)

Gestion d’un pont roulant

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 45 / 121

(71)

Q - 1:Dresser la table de vérité du système décrit ci-dessus.

dcy cg cd G D

0 0 0 ? ?

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 1 1 x x

1 0 0 ? ?

1 0 1 1 0

1 1 0 0 1

1 1 1 x x

(72)

Gestion d’un pont roulant

Q - 2:Le système est-il séquentiel ou combinatoire ?

Pour la combinaison des entrées cg = 0, cd = 0, il peut y avoir plusieurs états des sortiesGetD. Soit le chariot se déplace à gauche, soit il se déplace à droite.

Le système est donc séquentiel, sa commande nécessite la connais- sance de l’état précédant.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 46 / 121

(73)

Q - 2:Le système est-il séquentiel ou combinatoire ?

Pour la combinaison des entrées cg = 0, cd = 0, il peut y avoir plusieurs états des sortiesGetD. Soit le chariot se déplace à gauche, soit il se déplace à droite.

Le système est donc séquentiel, sa commande nécessite la connais- sance de l’état précédant.

(74)

Gestion d’un pont roulant

Q - 3:Indiquer le nombre d’états possibles du système

On peut recenser trois états possibles du système :

• l’arrêt du chariot

• son déplacement à gauche

• son déplacement à droite.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 47 / 121

(75)

Gestion d’un pont roulant

Q - 3:Indiquer le nombre d’états possibles du système On peut recenser trois états possibles du système :

• son déplacement à droite.

(76)

Gestion d’un pont roulant

Q - 3:Indiquer le nombre d’états possibles du système On peut recenser trois états possibles du système :

• l’arrêt du chariot

• son déplacement à gauche

• son déplacement à droite.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 47 / 121

(77)

Gestion d’un pont roulant

Q - 3:Indiquer le nombre d’états possibles du système On peut recenser trois états possibles du système :

• l’arrêt du chariot

• son déplacement à gauche

(78)

Gestion d’un pont roulant

Q - 3:Indiquer le nombre d’états possibles du système On peut recenser trois états possibles du système :

• l’arrêt du chariot

• son déplacement à gauche

• son déplacement à droite.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 47 / 121

(79)

Gestion d’un pont roulant

Q - 4:Compléter le diagramme d’états du système ci-dessous.

arrêt du chariot

Déplacement à droite

Déplacement à gauche

(80)

Gestion d’un pont roulant

Q - 4:Compléter le diagramme d’états du système ci-dessous.

arrêt du chariot

Déplacement à droite

Déplacement à gauche

stm[Machine d’état] Pont roulant [Déplacement du chariot]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 48 / 121

(81)

Gestion d’un pont roulant

Q - 4:Compléter le diagramme d’états du système ci-dessous.

arrêt du chariot

Déplacement à droite

Déplacement à gauche

(82)

Gestion d’un pont roulant

Q - 4:Compléter le diagramme d’états du système ci-dessous.

arrêt du chariot

Déplacement à droite

Déplacement à gauche

stm[Machine d’état] Pont roulant [Déplacement du chariot]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 48 / 121

(83)

1 Roue codeuse

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

7 Système de coffre motorisé

(84)

Réseau informatique

Réseau informatique

L’utilisateur d’un réseau informatique souhaite accéder à un serveur de données au moyen d’un ordinateur client.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 50 / 121

(85)

On donne le diagramme de séquence montrant les interactions entre les trois systèmes.

On s’intéresse au comportement de l’ordinateur client lors de la connexion d’unutilisateur.

On définit les états suivants :

• attente des paramètres de connexion(la page de login est affichée),

• attente de la vérification des paramètres(c’est le serveur de données qui s’en charge),

• affichage de la page d’accueil(correspondant à un utilisateur connecté).

(86)

Réseau informatique

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 52 / 121

(87)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion

(88)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion stm[Machine d’état] Réseau informatique [Ordinateur client]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 53 / 121

(89)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion

(90)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion stm[Machine d’état] Réseau informatique [Ordinateur client]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 53 / 121

(91)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion

(92)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion stm[Machine d’état] Réseau informatique [Ordinateur client]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 53 / 121

(93)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion

(94)

Réseau informatique

Q - 1 :Construire le diagramme d’états pour le cas d’utilisation décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion

stm[Machine d’état] Réseau informatique [Ordinateur client]

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 53 / 121

(95)

décrit précédemment.

attente des paramètres de

connexion

attente de la vérification des

paramètres

affichage de la page d’accueil

paramètre des connexions transmis

refus de connexion

acceptation de connexion stm[Machine d’état] Réseau informatique [Ordinateur client]

(96)

Réseau informatique

Q - 2 : Compléter la description graphique de l’algorithme de connexion par un diagramme d’activité. Dans un premier temps, on ne tiendra pas compte du fragmentloop.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 54 / 121

(97)
(98)

Réseau informatique

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 56 / 121

(99)

On souhaite afficher une page d’erreur définitive, lorsque trois tenta- tives de connexion ont échoué.

Q - 3 : Modifier le diagramme précédant en tenant compte de cette modification de cahier des charges.

(100)

Réseau informatique

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 58 / 121

(101)

1 Roue codeuse

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

7 Système de coffre motorisé

(102)

Gamer

Gamer

Vous devez concevoir un jeu vidéo dans lequel le joueur doit s’occuper de personnages. A sa création, un personnage est un enfant. Il devient un adulte au bout de t1 unités de temps. Il meurt au bout det2 unités de temps.

Le joueur peut faire des mariages ou des divorces. Seuls les adultes célibataires, divorcés ou veufs peuvent se marier. Seuls les person- nages mariés peuvent divorcer. Quand un personnage marié meurt, son conjoint devient veuf.

Q - 40 : Construire le diagramme d’états (stm) modélisant les successions d’états possibles pour un personnage.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 60 / 121

(103)

Gamer

Gamer

Vous devez concevoir un jeu vidéo dans lequel le joueur doit s’occuper de personnages. A sa création, un personnage est un enfant. Il devient un adulte au bout de t1 unités de temps. Il meurt au bout det2 unités de temps.

Le joueur peut faire des mariages ou des divorces. Seuls les adultes célibataires, divorcés ou veufs peuvent se marier. Seuls les person- nages mariés peuvent divorcer. Quand un personnage marié meurt, son conjoint devient veuf.

(104)

Gamer

Gamer

Vous devez concevoir un jeu vidéo dans lequel le joueur doit s’occuper de personnages. A sa création, un personnage est un enfant. Il devient un adulte au bout de t1 unités de temps. Il meurt au bout det2 unités de temps.

Le joueur peut faire des mariages ou des divorces. Seuls les adultes célibataires, divorcés ou veufs peuvent se marier. Seuls les person- nages mariés peuvent divorcer. Quand un personnage marié meurt, son conjoint devient veuf.

Q - 42 : Construire le diagramme d’états (stm) modélisant les successions d’états possibles pour un personnage.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 60 / 121

(105)

1 Roue codeuse

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

7 Système de coffre motorisé

(106)

Bac de dégraissage

Bac de dégraissage

Un chariot se déplace sur un rail et permet, en se positionnant au- dessus d’une cuve, de nettoyer des pièces contenues dans un panier en les trempant dans un bac de dégraissage.

REMARQUE:Le chargement et le déchargement du panier s’effectuent manuellement. Le contrôle du fait que le panier est déchargé sera donc validé par un bouton poussoirS7.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 62 / 121

(107)
(108)

Bac de dégraissage

Cycle détaillé :

• Quand le chariot est en haut à gauche et que l’on appuie sur le boutonS6, le chariot va au-dessus du bac de dégraissage.

• Le panier descend alors dans ce bac où on le laisse 30 secondes.

• Après cette attente, le panier remonte.

• Après cela, le chariot va complètement à droite où il sera déchargé.

• Quand le déchargement est terminé, le système revient dans sa position de départ.

Q - 43:Construire le diagramme d’états (stm) associé au fonc- tionnement de l’installation.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 64 / 121

(109)

Cycle détaillé :

• Quand le chariot est en haut à gauche et que l’on appuie sur le boutonS6, le chariot va au-dessus du bac de dégraissage.

• Le panier descend alors dans ce bac où on le laisse 30 secondes.

• Après cette attente, le panier remonte.

• Après cela, le chariot va complètement à droite où il sera déchargé.

• Quand le déchargement est terminé, le système revient dans sa position de départ.

Q - 44:Construire le diagramme d’états (stm) associé au fonc- tionnement de l’installation.

(110)

Porte coulissante

Sommaire

1 Roue codeuse

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

7 Système de coffre motorisé

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 65 / 121

(111)
(112)

Système de coffre motorisé

Sommaire

1 Roue codeuse

2 Gestion d’un pont roulant

3 Réseau informatique

4 Gamer

5 Bac de dégraissage

6 Porte coulissante

7 Système de coffre motorisé Système de coffre motorisé Présentation du système

Validation partielle de l’exigence id1.1 Questions

Chronogramme d’évolution

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 67 / 121

(113)

Depuis 2005 déjà, un coffre motorisé est proposé en option sur l’Audi A6.

(114)

Système de coffre motorisé Système de coffre motorisé

Ce système développé par la société Valéo été récompensé en 2002 par le prix de l’innovation électronique automobile EPCOS/SIA dans la catégorieVie à bord, confort, habitacle.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 69 / 121

(115)

Ce système développé par la société Valéo été récompensé en 2002 par le prix de l’innovation électronique automobile EPCOS/SIA dans la catégorieVie à bord, confort, habitacle.

(116)

Système de coffre motorisé Système de coffre motorisé

La motorisation du hayon permet l’ouverture ou la fermeture automa- tique du coffre.

L’ouverture s’effectue soit à l’aide de la télécommande, soit par action sur une touche située à proximité du conducteur, soit par action sur une touche située sur la poignée du hayon. La fermeture s’effectue par action sur une touche située sur la face interne du hayon.

L’utilisateur a la possibilité de programmer l’angle d’ouverture du hayon pour éviter par exemple qu’il ne heurte le plafond du garage.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 70 / 121

(117)

L’utilisateur conserve naturellement la possibilité de manœuvrer ma- nuellement le hayon.

Ce système dispose également de détecteurs d’obstacles. En position fermée, le système doit assurer le blocage du hayon avec la caisse du véhicule.

Une expression partielle des besoins durant la phase d’utilisation est donnée par le diagramme d’exigence (req) partiel.

(118)

Système de coffre motorisé Système de coffre motorisé

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 72 / 121

(119)

Le schéma d’implantation du système est décrit sur la figure ci- dessous. Ce système se compose :

• de deux unités électromécaniques (une sur chaque face latérale du hayon) permettant de manœuvrer électriquement le hayon et renseignant les contrôleurs sur la position du hayon et sur la présence éventuelle d’obstacles ;

• de deux contrôleurs (un par unité électromécanique) pilotant les moteurs électriques des unités en fonction des lois de commande en vitesse. Les deux contrôleurs sont reliés entre eux par un réseau LIN et seul le contrôleur maître communique avec le calculateur Gateway par le busconfort;

(120)

Système de coffre motorisé Présentation du système

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 74 / 121

(121)

• d’un calculateur Gateway gérant l’ensemble des composants (contrôleur maître, serrure électrique, gâche motorisée) du système de coffre motorisé en fonction des consignes de l’utilisateur et de la situation de la partie opérative ;

• d’une serrure électrique, solidaire du hayon, permettant en position fermée de verrouiller le hayon avec la gâche ;

• d’une gâche motorisée, solidaire de la caisse du véhicule, permettant en position fermée de plaquer le hayon contre la caisse en tirant la serrure.

(122)

Système de coffre motorisé Validation partielle de l’exigence id1.1

Validation partielle de l’exigence id1.1

L’objectif est de vérifier la coordination des activités en fonctionnement normal ainsi que le réglage de l’ouverture maximale du hayon.

Le contrôleur commande le moteur et l’embrayage de l’unité électro- mécanique en fonction des informations provenant essentiellement du calculateur Gateway.

Le diagramme d’états partiel qui décrit le fonctionnement normal est codé et implémenté dans le contrôleur maître. Il est donné au bas de cette page.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 76 / 121

(123)

• des capteurs angulaires à effet Hall permettent de mesurer la position angulaireγdu hayon.

• le calculateur Gateway délivre les informations binaires :

to=1 si une pression est exercée sur l’une des touches d’ouverture automatique ;

tf =1 si une pression est exercée sur la touche de fermeture située sur la face interne du hayon ;

p=1 si l’utilisateur agit directement sur la poignée du hayon.

(124)

Système de coffre motorisé Validation partielle de l’exigence id1.1

Description des activités du diagramme d’états

L’ouverture et la fermeture automatique du hayon sont réalisées par un moteur électriqueM à courant continu et à aimants permanents alimenté par un hacheur quatre quadrants. On note M+pour ouvrir le hayon etM−pour le fermer.

La modulation du couple transmissible par l’embrayage s’ob- tient en modifiant la pression de contact sur la garniture du disque d’embrayage. Cette pression est fonction de l’intensité du champ magnétique résultant d’un aimant permanent et d’un électro-aimantE.

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 78 / 121

(125)

En phase d’ouverture automatique, le champ magnétique de l’élec- troaimantE+vient s’ajouter à celui de l’aimant permanent, alors qu’en phase de fermeture automatique, l’électroaimant n’est pas alimenté.

Dans le cas d’une manœuvre manuelle du hayon, le moteur est désaccouplé grâce au champ magnétique de l’électroaimant E− qui s’oppose à celui de l’aimant permanent.

Les positions limites basse et haute du hayon valent respectivement γ = 0 (coffre fermé) et γ = γMAXI (coffre ouvert). On suppose qu’en mode automatique la vitesse de 20 /s en ouverture ou en fermeture du hayon est atteinte instantanément.

(126)

Système de coffre motorisé Questions

Q - 45:Sur le document réponse, compléter le chronogramme d’évolution du diagramme d’états (stm) partiel de fonctionne- ment normal sachant qu’à l’instant initial, le coffre est fermé et que la valeur préprogrammée deγMAXI est de 90.

Le chronogramme précédent laisse apparaître que l’utilisateur a modifié la valeurγMAXI.

Q - 46:Quelle est la nouvelle valeur deγMAXI?

Q - 47 :Comment l’utilisateur doit-il procéder afin d’augmenter γMAXI?

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 80 / 121

(127)
(128)

Système de coffre motorisé Questions

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 82 / 121

(129)
(130)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Chronogramme d’évolution

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 84 / 121

(131)
(132)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 86 / 121

(133)
(134)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Chronogramme d’évolution

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

+90

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 88 / 121

(135)
(136)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Chronogramme d’évolution

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

+90

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 90 / 121

(137)
(138)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 92 / 121

(139)

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

+90

(140)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 94 / 121

(141)
(142)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Chronogramme d’évolution

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

+90 −30

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 96 / 121

(143)
(144)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 98 / 121

(145)

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

+90 −30

(146)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 100 / 121

(147)
(148)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Chronogramme d’évolution

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

+90 −30

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 102 / 121

(149)
(150)

Système de coffre motorisé Chronogramme d’évolution

Chronogramme d’évolution

t (s) to

tf

M+

M−

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

+90 −30

Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) Td 9 CI-6-2 Année 2019 - 2020 104 / 121

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