Automatismes et Automatique
par Jean-Yves FABERT - Éditions Ellipses
Deuxième édition

Public visé : CPGE, STS, IUT, licences, maîtrises, écoles d'ingénieurs, ...

Remerciements pour leurs conseils avisés à :
Pierre-Marie BOITEL
Professeur agrégé
à l'École Nationale Supérieure
d'Hydraulique et de Mécanique
de Grenoble
Jean ROZINOER
Maître de conférences en automatique
Directeur du département CLES
École Centrale de Lyon
Jean-Pierre TAULAN
Ingénieur à Grenoble
Ancien élève de l'École
Centrale de Paris
http://perso.orange.fr/TheTaulans/

Plusieurs extraits sont ou seront disponibles au format PDF (en cours de réalisation)

Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Chapitre 1 : NUMÉRATION ET CODAGE
.
Introduction : histoire des nombres (voir l'extrait au format PDF, 81 ko)
11
1 – Systèmes de numération
13
1.1 – Système décimal
13
1.2 – Système binaire
13
1.3 – Vocabulaire
14
1.4 – Système octal
14
1.5 – Système hexadécimal
14
2  – Changement de système de numération
14
2.1 – Conversion Octal en Binaire, et Binaire en Octal
14
2.2 – Conversion Hexadécimal en Binaire, et Binaire en Hexadécimal
15
2.3 – Conversion Décimal en Binaire, Octal ou Hexadécimal
15
3 – Codage Binaire 
16
3.1 – Codage numérique
16
3.1.1 – Code Binaire Naturel
16
3.1.2 – Code Binaire Réfléchi ou Code GRAY (Codage Binaire Naturel et Binaire Réfléchi : une méthode originale)
16
3.1.3 – Code binaire naturel signé par la méthode du complément à 2
18
3.1.4 – Code « Décimal Codé Binaire »
18
3.1.5 – Code Excédent 3
18
3.2 – Codage avec bit de parité
18
3.3 – Codage alphanumérique
19
3.3.1 – Code ASCII
19
3.3.2 – Code E.I.A.
20
4 – Les codes à barres
20
4.1 – Les codes E.A.N.
21
4.2 – Le code « 3 9 »
24
4.3 – Code Postal
26
Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Haut de page
.
Solutions des exercices du chapitre 1
27
Pour toute remarque concernant ce site, vous pouvez m'écrire
Cliquez ici, si vous ne voyez pas le menu à boutons bleus à gauche
.
Chapitre 2 : AUTOMATISMES ET AUTOMATIQUE
.
1 – Automatismes
29
2 – Automatique
31
2.1 – Bref historique
31
2.2 – Exemples de systèmes élémentaires
32
2.3 – Notions de schéma-bloc
33
2.4 – Systèmes asservis et non asservis
33
2.5 – Comportement des systèmes asservis
36
.
.
Solutions des exercices du chapitre 2
37
Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Haut de page
.
Chapitre 3 : SYSTÈMES COMBINATOIRES
.
1 – Algèbre binaire ou algèbre de Boole
39
1.1 – Variables binaires, technologie à contacts
39
1.2 – Opérateurs logiques
42
1.3 – Règles de calcul
43
2 – Fonctions Binaires
43
2.1 – Définition
43
2.2 – Table de vérité
43
2.3 – Formes canoniques, théorèmes de Shannon
44
2.4 – Représentation graphique, tableau de Karnaugh
45
2.5 – Schéma
45
2.6 – Logigramme
46
2.7 – Chronogramme ou diagramme temporel
47
3 – Opérateurs de base : représentation symbolique et réalisation
48
4 – Minimisation de fonctions
52
4.1 – Méthode algébrique
52
4.2 – Méthode de Karnaugh (voir l'extrait au format PDF, une méthode originale, 141 ko)
52
5 – Analyse et synthèse de fonctions combinatoires
55
6 – Aléas dans les circuits combinatoires
56
6.1 – Introduction
56
6.2 – Aléas statiques
56
6.3 – Recherche des aléas statiques
56
6.3.1 – Méthode algébrique
56
6.3.2 – Méthode graphique (tableau de karnaugh)
57
6.4 – Suppression des aléas statiques
57
Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Haut de page
.
Exercices complémentaires du chapitre 3 (voir exercice 24 au format PDF, 78 ko)
58
Solutions des exercices du chapitre 3 (voir corrigé de l'exercice 24 au format PDF, 62 ko)
68
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.
Chapitre 4 : SYSTÈMES SÉQUENTIELS
.
1 – Notion d’état – État stable
91
2 – Fonction mémoire
92
2.1 – Mémoire électrique, exemple du relais électromécanique
92
2.2 – Mémoire électronique, exemple de la bascule r-s
93
2.3 – Mémoire pneumatique, exemple du séquenceur
95
3 – Circuits synchrones et asynchrones
95
4 – Temps de réponse
97
5 – Graphes d’états
99
6 – le GRAFCET (norme EN 60848 Août 2002) (voir le cours au format PDF, 14 pages, 227 ko)
100
6.1 – Éléments graphiques de base
102
6.2 – Règles de syntaxe
103
6.3 – Les 5 règles d’évolution
104
6.4 – Exemples de franchissements
105
6.5 – Les actions associées aux étapes (actions continues, actions mémorisées, évolution fugace, etc..)
106
6.6 – Les réceptivités associées aux transitions
108
6.7 – Structures particulières (dont l'encapsulation)
108
6.8 – Ressource commune ou partage de ressource
113
.
.
Exercices du chapitre 4 (et un autre exercice sur le GRAFCET utilisant certaines nouveautés de la norme, PDF 67 ko + un exemple de corrigé, PDF 44 ko)
114
Solutions des exercices du chapitre 4
124
Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Haut de page
.
Chapitre 5 : SYSTÈMES CONTINUS, LINÉAIRES ET INVARIANTS
.
1 – Définitions 
139
1.1 – Système monovariable
139
1.2 – Système continu
139
1.3 – Système linéaire, principe de superposition
139
1.4 – Système invariant
140
1.5 – Point d’équilibre, point de fonctionnement
140
1.6 – Linéarisation de systèmes non linéaires
140
2 – Modélisation ou identification
141
2.1 – La modélisation
141
2.2 – L’identification
141
3 – Signaux tests 
142
3.1 – Impulsion de Dirac (réponse impulsionnelle)
142
3.2 – Échelon unitaire (réponse indicielle)
142
3.3 – Rampe ou échelon de vitesse
143
3.4 – Sinusoïde (réponse fréquentielle ou réponse harmonique)
143
4 – Résolution de l’équation différentielle
143
5 – Transformée de Laplace
144
5.1 – définitions 
144
5.2 – Transformées de Laplace usuelles et propriétés
144
5.3 – Transformées de Laplace inverses (suite à une question sur la page 147 : transformées de Laplace inverses, PDF 76 ko)
147
6 – Fonction de transfert ou Transmittance
148
7 – Algèbre des schémas-blocs. Systèmes asservis, FTBO et FTBF 
149
Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Haut de page
.
Exercices du chapitre 5 (Une autre façon de résoudre l'exercice 10 page 157, PDF 47 ko)
156
Solutions des exercices du chapitre 5
160
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.
Chapitre 6 : SYSTÈMES LINÉAIRES FONDAMENTAUX
.
1 – Définitions
173
2 – Réponses indicielles
175
2.1 – Système à action proportionnelle
175
2.2 – Système intégrateur
175
2.3 – Système du premier ordre
175
2.4 – Système du premier ordre généralisé
176
2.5 – Système du second ordre
177
3 – Réponses impulsionnelles
181
3.1 – Système intégrateur
181
3.2 – Système du premier ordre
181
3.3 – Système du premier ordre généralisé
181
3.4 – Système du second ordre
182
4 – Réponses à une rampe
182
4.1 – Système du premier ordre
182
4.2 – Système du second ordre
183
5 – Réponses harmoniques ou fréquentielles
184
5.1 – Système à action proportionnelle
186
5.2 – Système intégrateur
186
5.3 – Système du premier ordre
187
5.4 – Système du premier ordre généralisé
189
5.5 – Système du second ordre
189
5.6 – Système d’ordre quelconque
193
6 – Systèmes bouclés à retour unitaire
196
7 – Lieu de Nyquist
198
Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Haut de page
.
Chapitre 7 : RAPIDITÉ, STABILITÉ, PRÉCISION ET CORRECTION
.
1 – Rapidité 
201
2 – Stabilité
203
2.1 – Définitions et généralités
203
2.2 – Conditions nécessaires et suffisantes de stabilité
204
2.3 – Position des pôles et réponse impulsionnelle
204
2.4 – Critère algébrique de stabilité, critère de Routh (1877) (une démonstartion qui attend vos commentaires, PDF 138 ko)
205
2.5 – Critère graphique de stabilité, critère de Nyquist (1932)
208
2.6 – Critère graphique simplifié de stabilité, critère du revers
213
2.7 – Autre critère graphique de stabilité, contour de Hall
216
2.8 – Cas particuliers de stabilité
218
3 – Précision des systèmes bouclés
220
3.1 – Écart
220
3.2 – Écart de position (dit écart statique)
220
3.3 – Écart de vitesse (dit écart de poursuite, ou de traînage)
221
3.4 – Cas d’une entrée sinusoïdale
221
3.5 – Écart dû à une perturbation
222
4 – Correction des systèmes asservis
223
4.1 – Emplacement des correcteurs
224
4.2 – Critères de choix d’un correcteur
226
4.3 – Différents types de corrections
226
4.3.1 – Correction proportionnelle
226
4.3.2 – Correction par avance de phase
227
4.3.3 – Correction par retard de phase
233
4.3.4 – Correction par avance et retard de phase
238
4.3.5 – Correction Proportionnelle Dérivée (PD)
242
4.3.6 – Correction Proportionnelle Intégrale (PI)
243
4.3.7 – Correction Proportionnelle Intégrale Dérivée (PID)
245
4.4 – Réalisation d’un correcteur
247
4.5 – Correcteur en boucle de retour interne. Correction tachymétrique
250
4.6 – Correction des systèmes à retard
253
.
.
Solutions des exercices 1 à 10 du chapitre 7
255
Exercices complémentaires des chapitres 6 et 7
258
Solutions des exercices complémentaires des chapitres 6 et 7
270
Chapitres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Haut de page
.
Annexes
284
Abaque de Black-Nichols (Télécharger au format PDF, 47 ko)
284
Support pour diagrammes de Bode (Télécharger au format PDF, 13 ko)
285
Support pour diagramme de Nyquist (Télécharger au format PDF, 14 ko)
286

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