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Accueil > Etude du comportement des gyropodes - Le robot NXT - Lego

publié le 06 jan 2014 par Fabien JONQUIERE [1]

Etude du comportement des gyropodes [2]
Etude du comportement des gyropodes [3]
Etude du comportement des gyropodes [4]
Etude du comportement des gyropodes [5]

Contenu principal

Description

Cadre de l'activité :

Cette activité [6] est placée en classe de T° STI2D dans le cadre de l'enseignement transversal.

Problématique de l'activité :

L’objectif de cette ressource est de découvrir le réglage des systèmes asservis, au travers d'un système naturellement instable le gyropode [7].

Les activités s’appuient sur une simulation sous Simulink qui permet de modifier et observer l’influence des réglages.

L’observation du comportement du système à travers ses courbes de réponses permet d’ajuster les valeurs numériques permettant son bon fonctionnement et de comprendre ainsi l’influence de chaque paramètre du correcteur sur le système à asservir.

PLAN DE L’ETUDE

APPROCHE EXTERNE :

A)   Présentation du système : 

  • Présentation [8] du gyropode [8] ;

B)   Ressources pédagogiques 

  • Codeur incrémenta [9]l;
  • Structure et comportement des systèmes asservis [10];

APPROCHE INTERNE :

  • Identification des fonctions du système asservi ;
  • Le modèle de simulation numérique simplifié sous Simulink;

APPROCHE PAR LA SIMULATION

  • Etude de la réponse temporelle pour différentes valeur des correcteurs (P, PID); [11]
  • Exploitation de la fonction TUNE d'auto réglage (tutoriel sous forme de vidéo);

​SYNTHESE GENERALE :

  • Qualité d'un système asservi;
  • Influence de chaque mode de correction;

Support de l'activité :

  • Simulation sous Matlab Simulink (version R2012b ou +)
  • Brique NXT LEGO

 L'étude peut être menée sans la brique NXT (une vidéo de mise en situation est jointe). Cependant son coût reste accessible et sa mise en oeuvre donnera du sens à cette activité en montrant aux élèves la validité de leur étude par le transfert de leur fichier de travail dans la brique NXT. [12]

Activité proposé par :

L'académie de Créteil, Mr Sahed YAHI du Lycée Gustave Eiffel de Cachan.

Savoirs, compétences et CI
Centre d'intérêt: 
  • Référentiels par centres d'intérêt [13]
    • Bac technologique STI2D [14]
      • CI 11 - Commande temporelle des systèmes [15]
      • CI 15 - Optimisation des paramètres par simulation globale [16]
Compétences visées: 
  • Référentiels par compétences [17]
    • Bac technologique [18]
      • Bac technologique STI2D [19]
        • Les enseignements technologiques communs [20]
          • Technologie [21]
            • O4 - Décoder l’organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d’un système [22]
              • CO4.2. Identifier et caractériser l’agencement matériel et/ou logiciel d’un système [23]
              • CO4.3. Identifier et caractériser le fonctionnement temporel d’un système [24]
            • O5 - Utiliser un modèle de comportement pour prédire un fonctionnement ou valider une performance [25]
              • CO5.2. Identifier des variables internes et externes utiles à une modélisation, simuler et valider le comportement du modèle [26]
Savoirs associés: 
  • Référentiels par savoirs [27]
    • Bac technologique [28]
      • Bac STI2D [29]
        • Les enseignements technologiques communs [30]
          • 2. Outils et méthodes d’analyse et de description des systèmes [31]
            • 2.3 Approche comportementale [32]
              • 2.3.1 Modèles de comportement [33]
              • 2.3.6 Comportements informationnels des systèmes [34]
Fichiers et liens
PDF icon Présentation des objectifs pédagogiques [35]
Fichier Vidéo de démonstration du gyropode NXT [36]
PDF icon Activité de TP - Etude du comportement des gyropodes [37]
PDF icon Document ressource - codeur incrémental [38]
PDF icon Document ressource - Les systèmes asservis linéaires [39]
PDF icon Tutoriel - Exécution du modèle Simulink [40]
Package icon Tutoriel - vidéo - auto réglage des correcteurs (mode TUNE) [41]
Package icon Fichiers de simulation - Matlab Simulink (2012) [42]
PDF icon Éléments de correction [43]
Package icon Programme du robot NXT [44]
PDF icon Tutoriel - téléchargement d'un modèle Simulink dans une brique NXT [45]
Package icon fichiers sources au format .doc [46]
Package icon Fichier de simulation avec diagramme de Bode pour étude en Post bac [47]
Liens externes: 
Se former [48]
Contenus associés : 
Modélisation, simulation et prototypage avec MATLAB®/Simulink® [49]
MATLAB,  Simulink [49]
Solutions pour cartes Arduino, LEGO NXT/EV3 et Raspberry PI
Ressource technique
Guide méthodologique [50]
Auteur(s): 
LIEBGOTT Ivan [51]

URL source (Obtenu le 26/02/2021 - 17:04): https://eduscol.education.fr/sti/ressources_pedagogiques/etude-du-comportement-des-gyropodes-le-robot-nxt-lego

Liens:
[1] https://eduscol.education.fr/sti/utilisateurs/fabien-jonquiere?node=3327
[2] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/3327/3327-gyropode-nxt.jpg
[3] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/3327/3327-structure-gyropode.png
[4] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/3327/3327-gyropode-nxt-1.jpg
[5] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/3327/3327-gyropode-nxt-3.jpg
[6] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-0-carte-identite.pdf
[7] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-legonxtway.wmv#overlay-context=utilisateurs/fabien-jonquiere
[8] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-1-activites-asservissement-en-position-robot-nxt-lego.pdf
[9] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-2-document-ressource-codeur-incremental.pdf
[10] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-2-document-ressource-les-systemes-asservis-lineraires-rnr-sti.pdf
[11] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-2-document-ressource-tutoriel-simplifie-execution-modele-simulink.pdf
[12] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-tutoriel-telechargement-modele-dans-le-robot-nxt.pdf
[13] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-centres-dinteret/referentiels-par-centres-dinteret
[14] https://eduscol.education.fr/sti/r%C3%A9f%C3%A9rentiel-centres-dint%C3%A9r%C3%AAt/bac-technologique-sti2d
[15] https://eduscol.education.fr/sti/r%C3%A9f%C3%A9rentiel-centres-dint%C3%A9r%C3%AAt/ci-11-commande-temporelle-des-syst%C3%A8mes
[16] https://eduscol.education.fr/sti/r%C3%A9f%C3%A9rentiel-centres-dint%C3%A9r%C3%AAt/ci-15-optimisation-des-param%C3%A8tres-par-simulation-globale
[17] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-competences/referentiels-par-competences
[18] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences/bac-technologique
[19] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique/bac-technologique-sti2d
[20] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d/les-enseignements
[21] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-les-enseignements/technologie
[22] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-les-enseignements/o4-decoder
[23] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-les-enseignements/co42
[24] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-les-enseignements/co43
[25] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-les-enseignements/o5-utiliser
[26] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-les-enseignements/co52
[27] https://eduscol.education.fr/sti/referentiels-par-savoirs
[28] https://eduscol.education.fr/sti/r-f-rentiel-savoirs/bac-technologique
[29] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/bac-sti2d
[30] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/les-enseignements-technologiques-communs
[31] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/2-outils-et-methodes-danalyse-et-de-description-des-systemes
[32] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/23-approche-comportementale
[33] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/231-modeles-de-comportement
[34] https://eduscol.education.fr/sti/referentiel-savoirs/236-comportements-informationnels-des-systemes
[35] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-0-carte-identite.pdf
[36] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-legonxtway.wmv
[37] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-1-activites-asservissement-en-position-robot-nxt-lego.pdf
[38] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-2-document-ressource-codeur-incremental.pdf
[39] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-2-document-ressource-les-systemes-asservis-lineraires-rnr-sti.pdf
[40] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-2-document-ressource-tutoriel-simplifie-execution-modele-simulink.pdf
[41] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-video-tutoriel-reglage-des-correcteurs.zip
[42] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-2-simulation.zip
[43] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-3-elements-de-correction-asservissement-en-position-robot-nxt-lego.pdf
[44] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-4-programme-matlab-charger-dans-le-robot-nxt.zip
[45] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-tutoriel-telechargement-modele-dans-le-robot-nxt.pdf
[46] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-sources-gyropode-nxt.zip
[47] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/3327/3327-fichier-simulink-gyropode-bode.zip
[48] http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/37036-formation-simscape-sti2d
[49] https://eduscol.education.fr/sti/ressources_techniques/modelisation-simulation-et-prototypage-avec-matlabrsimulinkr
[50] https://eduscol.education.fr/sti/types-techniques/guide-methodologique
[51] https://eduscol.education.fr/sti/personne/liebgott-ivan