{"id":4014,"date":"2019-03-01T17:02:10","date_gmt":"2019-03-01T16:02:10","guid":{"rendered":"http:\/\/blogacabdx.ac-bordeaux.fr\/ressii\/?page_id=4014"},"modified":"2020-04-11T13:34:21","modified_gmt":"2020-04-11T11:34:21","slug":"modelisation-sous-matlab","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/modelisation-sous-matlab\/","title":{"rendered":"Mod\u00e9lisation sous Matlab Introduction&#8230;"},"content":{"rendered":"\r\n<div class=\"wp-block-media-text alignwide\">\r\n<figure class=\"wp-block-media-text__media\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-8207\" src=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2019\/03\/Matlab-simulink-1-300x113.png\" alt=\"\" width=\"207\" height=\"78\" \/><\/figure>\r\n<div class=\"wp-block-media-text__content\">\r\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"mce_0\"><strong>Introduction \u00e0 la mod\u00e9lisation et pr\u00e9sentation de \u00ab\u00a0MATLAB-SIMULINK\u00a0\u00bb<\/strong><\/h3>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>La d\u00e9marche de mod\u00e9lisation en pr\u00e9-bac\u00a0:<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><span style=\"color: #000000\">L\u2019\u00e9volution rapide des technologies am\u00e8ne l\u2019homme \u00e0 concevoir des syst\u00e8mes de plus en plus complexes dont le comportement ne peut plus \u00eatre mod\u00e9lis\u00e9 sans l\u2019aide des logiciels de simulation.<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">\r\n\r\n<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">Les interactions entre les composants \u00e9tant nombreuses, il est primordial d\u2019\u00eatre en mesure de mod\u00e9liser le syst\u00e8me dans sa globalit\u00e9 en prenant en compte sa structure, son dispositif de commande et son environnement.<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">\r\n\r\n<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">Les cha\u00eenes d\u2019\u00e9nergie et d\u2019information ne peuvent plus \u00eatre mod\u00e9lis\u00e9es s\u00e9par\u00e9ment mais doivent \u00eatre int\u00e9gr\u00e9es dans un mod\u00e8le unique.<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">\r\n\r\n<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">A partir de ce mod\u00e8le il sera possible d\u2019\u00e9valuer avec pr\u00e9cision les \u00e9carts entre les r\u00e9sultats simul\u00e9s et les mesures effectu\u00e9es sur le syst\u00e8me r\u00e9el.<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">\r\n\r\n<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">Cette approche, qui s\u2019appuie sur la d\u00e9composition de la complexit\u00e9 fait appara\u00eetre des sous-ensembles qui mobilisent chacune des technologies diff\u00e9rentes. Le d\u00e9cloisonnement des univers technologiques est donc n\u00e9cessaire \u00e0 la mise en place d\u2019une d\u00e9marche de mod\u00e9lisation.<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">\r\n\r\n<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">L\u2019\u00e9volution tr\u00e8s rapide des logiciels de simulation nous permet maintenant de mod\u00e9liser toutes les parties d\u2019un syst\u00e8me \u00e0 l\u2019aide d\u2019un logiciel unique. Cette approche multidisciplinaire, permet de g\u00e9rer les \u00e9changes entre les sous-syst\u00e8mes et de disposer de r\u00e9sultats qui prennent en compte la totalit\u00e9 des ph\u00e9nom\u00e8nes physiques qui entrent en compte dans le fonctionnement du syst\u00e8me. La pertinence des r\u00e9sultats est accrue et la mise en \u00e9vidence des interactions devient possible.<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">\r\n\r\n<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">En contrepartie, la maitrise des outils de simulation mobilise un champ de comp\u00e9tences plus large et impose un processus d\u2019apprentissage structur\u00e9. Cette nouvelle approche requiert un outil de mod\u00e9lisation et de simulation \u00e0 environnement unique, visuel et interactif, valid\u00e9 industriellement et proposant tous les outils de mod\u00e9lisation de la cha\u00eene d\u2019information (r\u00e9gulateur classique, diagramme d\u2019\u00e9tats\u2026) et de la cha\u00eene d\u2019\u00e9nergie (biblioth\u00e8ques de composants avanc\u00e9es, maquette CAO int\u00e9gr\u00e9e\u2026).<\/span><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Le logiciel MATLAB-Simulink \u00a0:<\/strong><\/h3>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>Ce logiciel propose de nombreux outils permettant de mettre en \u0153uvre une d\u00e9marche de mod\u00e9lisation globale multiphysique. <\/strong>La premi\u00e8re \u00e9tape est de s\u00e9lectionner une palette d\u2019outils adapt\u00e9s permettant de mod\u00e9liser les syst\u00e8mes dans le cadre de l\u2019application des programmes des Sciences Industrielles pour l\u2019Ing\u00e9nieur.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><span style=\"color: #000000\">Il est pr\u00e9f\u00e9rable, avant d\u2019aborder la phase de prise en main de ces outils, d\u2019avoir une vision globale de leurs fonctionnalit\u00e9s et de leur approche causale ou acausale. La pertinence de la d\u00e9marche de mod\u00e9lisation r\u00e9side avant tout dans le choix de l\u2019outil adapt\u00e9 pour mod\u00e9liser les diff\u00e9rentes parties du syst\u00e8me. La maitrise structurelle de ces outils et de leur potentiel garantira la r\u00e9ussite du processus de mod\u00e9lisation.<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">\r\n\r\n<\/span><\/p>\r\n<p><span style=\"color: #000000\">La plate-forme de base du logiciel est l\u2019environnement<\/span> \u00ab\u00a0<strong><a href=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/decouvrir-matlab\/\">MATLAB-Simulink<\/a>\u00ab\u00a0.<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<ul class=\"wp-block-list\">\r\n<li><a href=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/apprendre-a-utiliser-le-module-simscape\/\"><strong>SIMSCAPE <\/strong><\/a><span style=\"color: #000000\">propose une approche acausale de la mod\u00e9lisation et permet de faire de la mod\u00e9lisation par assemblage de composants. Le comportement physique des composants est pris en compte directement par le logiciel, il est donc possible de mod\u00e9liser un syst\u00e8me sans avoir \u00e0 \u00e9crire l\u2019\u00e9quation diff\u00e9rentielle qui caract\u00e9rise son comportement.<\/span><\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><span style=\"color: #000000\">Il est pr\u00e9f\u00e9rable, avant d\u2019aborder la phase de prise en main de ces outils, d\u2019avoir une vision globale de leurs fonctionnalit\u00e9s et de leur approche causale ou acausale. La pertinence de la d\u00e9marche de mod\u00e9lisation r\u00e9side avant tout dans le choix de l\u2019outil adapt\u00e9 pour mod\u00e9liser les diff\u00e9rentes parties du syst\u00e8me. La maitrise structurelle de ces outils et de leur potentiel garantira la r\u00e9ussite du processus de mod\u00e9lisation.<\/span><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>La plate-forme de base du logiciel est l\u2019environnement \u00ab\u00a0<strong><a href=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/decouvrir-matlab\/\">MATLAB-Simulink<\/a>\u00ab\u00a0.<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><span style=\"color: #000000\">Les connexions entre deux composants ne sont pas orient\u00e9es, ont une signification physique et transmettent un niveau d\u2019information sup\u00e9rieure aux connexions en mod\u00e9lisation causale. Ces connexions peuvent \u00eatre un fil \u00e9lectrique (transfert d\u2019information de type courant et tension), un arbre moteur (transfert d\u2019information de type couple et vitesse angulaire), l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 de la tige d\u2019un v\u00e9rin (transfert d\u2019information de type force et vitesse lin\u00e9aire)\u2026 Le principe de calcul s\u2019appuie sur un bilan de puissance \u00e0 chaque noeud du mod\u00e8le et ne repose pas sur le principe de causalit\u00e9, d\u2019o\u00f9 le nom de mod\u00e9lisation acausale.<\/span><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Ci-dessous \u00a0un exemple de mod\u00e9lisation <a href=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/apprendre-a-utiliser-le-module-simscape\/\"><strong>Simscape<\/strong><\/a>:<\/p>\r\n<table style=\"height: 535px\" width=\"780\">\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td style=\"width: 770px;border-color: #000000\">\r\n<figure><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"663\" class=\"wp-image-5801 aligncenter\" src=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab5-1024x663.png\" alt=\"\" data-id=\"5801\" data-link=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/matlab5\/\" srcset=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab5-1024x663.png 1024w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab5-300x194.png 300w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab5-768x498.png 768w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab5.png 1156w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n\r\n\r\n\r\n<figure class=\"wp-block-gallery-1 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\"><\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><span style=\"color: #000000\">On remarque d\u2019ores et d\u00e9j\u00e0 (nous y reviendrons dans les exemples) que certains blocs et certaines liaisons appartiennent au monde physique (couleur verte et bleue). D\u2019autres grandeurs sans unit\u00e9s et sans couleur appartiennent \u00e0 Simulink. Pour r\u00e9aliser une connexion entre ces deux mondes, il faut utiliser les interfaces \u00ab\u00a0PS S\u00a0\u00bb et \u00ab\u00a0S PS\u00a0\u00bb (dont on parlera plus tard dans les ressources).<\/span><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><a href=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/apprendre-a-utiliser-le-module-simscape\/\"><strong>Simscape<\/strong><\/a> <span style=\"color: #000000\">inclue une biblioth\u00e8que de composants \u00e9l\u00e9mentaires dans toutes les technologies (m\u00e9canique, \u00e9lectrique, hydraulique, pneumatique, thermique et magn\u00e9tique) et comprend \u00e9galement diff\u00e9rents modules. Chacun de ces modules explore un champ technologique sp\u00e9cifique et propose une mod\u00e9lisation de niveau sup\u00e9rieur aux biblioth\u00e8ques de base de Simscape <strong>.<\/strong><\/span><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>SimMechanics :<\/strong> ce module permet d\u2019importer des mod\u00e8les CAO 3D et de les int\u00e9grer directement dans une mod\u00e9lisation multiphysique, un asservissement\u2026 Les propri\u00e9t\u00e9s cin\u00e9tiques des pi\u00e8ces sont prises en compte.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>SimPowerSystems <\/strong>: composants \u00e9lectriques (toutes les technologies de moteurs, alimentation, filtres, pr\u00e9actionneurs \u00e9lectriques\u2026)<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>SimElectronics <\/strong>: composants pour l\u2019\u00e9lectronique et la m\u00e9catronique (servo-moteurs, commande PWM, pont en H, convertisseurs, portes logiques\u2026)<\/p>\r\n<table style=\"height: 274px\" width=\"760\">\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td style=\"width: 750px;border-color: #000000\">\r\n<figure><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"861\" height=\"847\" class=\"wp-image-5802 aligncenter\" src=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab6.png\" alt=\"\" data-id=\"5802\" data-link=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/matlab6\/\" srcset=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab6.png 861w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab6-300x295.png 300w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab6-768x756.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 861px) 100vw, 861px\" \/><\/figure>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>SimHydraulics <\/strong>: composants permettant de r\u00e9aliser des circuits hydrauliques (toutes les technologies de pompes, distributeurs, v\u00e9rins, clapets, soupapes\u2026)<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>SimDrivelines <\/strong>: composants de transmission de puissance (r\u00e9ducteurs, freins, embrayages, diff\u00e9rentiels, accouplements\u2026)\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<ul class=\"wp-block-list\">\r\n<li><a href=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/apprendre-a-utiliser-le-module-stateflow\/\"><strong>STATEFLOW <\/strong><\/a><span style=\"color: #000000\">prend en charge la mod\u00e9lisation du comportement combinatoire et s\u00e9quentiel des syst\u00e8mes \u00e0 partir d\u2019une description sous la forme de diagrammes d\u2019\u00e9tats (langage SysML), de flux logiques ou de tables de v\u00e9rit\u00e9.<\/span><\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>Stateflow <\/strong>n\u00e9cessite l\u2019installation pr\u00e9alable d\u2019un compilateur C pour fonctionner.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Ci-dessous un exemple de traitement pour un store automatis\u00e9:<\/p>\r\n<table style=\"height: 465px\" width=\"766\">\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td style=\"width: 756px;border-color: #000000\">\r\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter\" src=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/wp-content\/uploads\/sites\/41\/2017\/05\/matlab7.png\" alt=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti\/wp-content\/uploads\/sites\/41\/2017\/05\/matlab7.png\" \/><\/figure>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n<p><em><strong>Conclusion\u00a0:<\/strong><\/em><strong> L\u2019ensemble de ces interfaces graphiques communiquent entre elles et permettent de mod\u00e9liser un syst\u00e8me complet d\u00e9crit par une cha\u00eene d\u2019\u00e9nergie et une cha\u00eene d\u2019information.<\/strong><\/p>\r\n<table style=\"height: 57px\" width=\"772\">\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td style=\"width: 762px;border-color: #000000\">\r\n<figure class=\"wp-block-image\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"682\" class=\"wp-image-5807 aligncenter\" src=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab8-1024x682.png\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab8-1024x682.png 1024w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab8-300x200.png 300w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab8-768x512.png 768w, https:\/\/ent2d.ac-bordeaux.fr\/disciplines\/sti-lycee\/wp-content\/uploads\/sites\/64\/2017\/05\/matlab8.png 1151w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n\r\n\r\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introduction \u00e0 la mod\u00e9lisation et pr\u00e9sentation de 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