par Vergé, Michel (1950-....)
Éd. Technip
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Disponible - 62.0 VER
Niveau 3 - Techniques
Modélisation structurée des systèmes avec les bond graphs
| Auteur(s) : |
Vergé, Michel (1950-....)
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Résumé
L'outil bond graph (BG) ou graphe de liaison (GL) est un outil de modélisation basé sur la notion de transfert d'énergie ou de puissance. Cet ouvrage présente les propriétés essentielles et surtout une méthodologie pour construire des modèles. Plusieurs cas d'étude sont présentés sous forme de la construction du modèle, de ses propriétés et enfin de quelques simulations.
- Autre(s) auteur(s)
- Éditeur(s)
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Date
- 2003
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Notes
- Index. Bibliogr.
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Langues
- Français
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Description matérielle
- XII-387 p. : ill. ; 24 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 2-7108-0838-2
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Indice
- 62.0 Automatique théorique
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Quatrième de couverture
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Cette collection s'adresse aux élèves ingénieurs aux étudiants de licence et de Master, ainsi qu'aux ingénieurs et techniciens supérieurs en activité désirant actualiser ou compléter leur formation dans les sciences de l'ingénieur.
M.Vergé
D. JaumeModélisation structurée des systèmes
avec les Bond GraphsLa création de produits nouveaux nécessite la connaissance des phénomènes physiques mis en jeu.À partir de modèles dont la conception est délicate, des simulations simples sont indispensables avant les premières rèalisations.
Cet ouvrage explique la modélisation des systèmes dynamiques de différentes techologies : mécanique, hydraulique, électriques, thermique. La modélisation proposée repose sur l'approche Bond Graphs, ou graphes de liaison, qui traduit la conservation de puissance.
Cette approche permet de concevoir le modèle comme l'encapsulation de plusieurs modèles élémentaires échangeant de l'énergie. L'efficacité des logiciels et la volonté de créer des bibliothèques de modèles contribuent à sa diffusion rapide dans le milieu industriel.
Après une partie théorique, la seconde partie du livre présente des exemples industriels où la conception des modèles est intégralement détaillée et les simulations sont effectuées.
Cet ouvrage pédagogique intéressera les étudiants, ingénieurs et physiciens désirant construire des modèles adaptés aux besoins industriels.
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Tables des matières
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MÉTHODES ET PRATIQUES DE L'INGÉNIEUR
Collection dirigée par Pierre Borne
Professeur, Directeur scientifique de l'École Centrale de Lille
12 Automatique
Modélisation structurée des systèmes avec les Bond Graphs
Michel Vergé
Professeur des Universités à l'École Nationale Supérieure des Arts et Métiers (Paris)
Daniel Jaume
Professeur des Universités au Conservatoire National des Arts et Métiers (Paris)
t Editions TECHNIP
- AVANT-PROPOS 1
- PREMIÈRE PARTIE PRINCIPES ET MÉTHODES3
- 1 LES ENJEUX DE LA MODÉLISATION 5
- 1.1 Notion de système 5
- 1.2 Expérience 7
- 1.3 Modèle 7
- 1.4 Simulation 9
- 1.5 Apport du Bond Graph à la modélisation
des systèmes dynamiques 10 - 2 INTRODUCTION AUX BOND GRAPHS 13
- 2.1 Bilan de puissance 13
- 2.1.1 Notion de puissance et notations 13
- 2.1.2 Tableau comparatif 14
- 2.2 Éléments 15
- 2.2.1 Éléments actifs : les sources 15
- 2.2.2 Éléments passifs R,I,C 16
- 2.3 Jonctions 22
- 2.3.1 Jonction 1 22
- 2.3.2 Jonction 023
- 2.4 Transformateurs et gyrateurs 24
- 2.4.1 Transformateur 24
- 2.4.2 Gyrateur 25
- 2.5 Méthode de construction d'un BG 26
- 2.5.1 Procédure de construction : système mécanique 26
- 2.5.2Procédure de construction : système électrique 31
- 2.6 Règles de simplification 32
- 2.7 Exercices 35
- 3 CAUSALITÉ 37
- 3.1 But 37
- 3.2 Causalité des éléments de base 38
- 3.2.1 Source d'effort38
- 3.2.2 Source de flux38
- 3.2.3 Jonction 039
- 3.2.4 Jonction 140
- 3.2.5 Transformateur41
- 3.2.6 Gyrateur42
- 3.3 Causalité des éléments R,I,C 43
- 3.3.1Causalité de l'élément R43
- 3.3.2 Causalité de l'élément I43
- 3.3.3Causalité de l'élément C44
- 3.3.4 Remarques44
- 3.4 Propagation de la causalité 45
- 3.4.1 Règles de propagation45
- 3.4.2 Exemple mécanique 45
- 3.5 Cas particuliers 47
- 3.5.1 Causalité mixte 47
- 3.5.2 Causalité non définie 49
- 3.6 Exercices 52
- 4 ÉQUATIONS DÉDUITES DU BOND GRAPH 53
- 4.1 Passage du BG aux blocs de transfert 53
- 4.1.1 Principes de base 53
- 4.1.2 Méthode 56
- 4.1.3 Premier exemple 57
- 4.1.4 Second exemple 59
- 4.1.5 Troisième exemple 65
- 4.2 Mise sous forme d'équation d'état 68
- 4.2.1 Définition 69
- 4.2.2 Premier exemple 70
- 4.2.3 Second exemple 72
- 4.2.4 Cas de la causalité mixte 75
- 4.3 Propriétés causales d'un Bond Graph 79
- 4.3.1 Définitions 79
- 4.3.2 Gain d'un chemin causal 82
- 4.3.3 Gain d'une boucle causale 84
- 4.3.4 Équation d'état et propriétés graphiques du BG 86
- 4.4 Exercices 92
- 5. SYSTÈMES MÉCANIQUES ÉLÉMENT AIRES 93
- 5.1 Généralités 93
- 5.2 Translation 94
- 5.2.1 Translation horizontale 94
- 5.2.2 Translation verticale 103
- 5.3 Rotation 108
- 5.3.1 Inerties et raideurs 108
- 5.3.2 Engrenage 109
- 5.4 Mouvement dans le plan 113
- 5.4.1 Équations 113
- 5.4.2 Pendule à bras élastique 114
- 5.4.3 Chariot et pendule 118
- 5.4.4 Suspension 2D 125
- 5.5 Exercices 130
- 6. DYNAMIQUE DU SOLIDE 133
- 6.1 Rappels 133
- 6.1.1 Repère des axes principaux d'inertie 133
- 6.1.2 Équations d'Euler 134
- 6.1.3 Modélisation par BG 134
- 6.2 Changement de repère par rotation 136
- 6.2.1 Cas général 136
- 6.2.2 Coordonnées eulériennes (angles d'Euler) 139
- 6.2.3 Coordonnées LRT 142
- 6.2.4 Coordonnées de Cardan 146
- 6.3 Solide indéformable en mouvement 148
- 6.3.1 Notations et rappel 148
- 6.3.2 Étude cinématique 149
- 6.3.3 Dynamique 153
- 6.3.4 Influence de l'origine du repère 1 156
- 6.4 Applications 157
- 6.4.1 Toupie 157
- 6.4.2 Pièce de monnaie 170
- 6.5 Exercices 173
- 7 SYSTÈMES MÉCANIQUES À PLUSIEURS CORPS 175
- 7.1 Méthode 175
- 7.1.1 Système mécanique à plusieurs corps 175
- 7.1.2 Bond Graph à Mots 176
- 7.1.3 Boucle cinématique 177
- 7.1.4 Liaisons 177
- 7.1.5 Construction du BG dans le cas de liaisons simples 178
- 7.2 Exemple de robot plan à deux bras 180
- 7.2.1 Descriptions 180
- 7.2.2 Bond Graph à Mots 181
- 7.2.3 BG complet 189
- 7.2.4 Simulation 191
- 7.3 Partie du robot Puma 193
- 7.3.1 Description 193
- 7.3.2 Construction du Bond Graph à Mots 194
- 7.3.3 Bond Graph à Mots 195
- 7.3.4 Graphe complet 196
- 7.3.5 Simulation 197
- 7.4 Robot Stanford 198
- 7.4.1 Description 198
- 7.4.2 Bond Graph à Mots 199
- 7.4.3 Graphe complet 200
- 7.4.4 Modification du BG 200
- 7.4.5 Simulations 202
- 7.5 Exercices 204
- 8. SYSTÈMES ÉLECTRIQUES 207
- 8.1 Généralités 207
- 8.2 Circuits 208
- 8.2.1 Circuit passif 208
- 8.2.2 Circuit actif 215
- 8.3 Transformateur 218
- 8.4 Moteurs 219
- 8.4.1 Rappel de magnétisme 219
- 8.4.2 Moteur à courant continu 220
- 8.4.3 Moteur et charge 221
- 8.5 Exercices 222
- 9. SYSTÈMES HYDRAULIQUES 225
- 9.1 Généralités 225
- 9.2 Principaux éléments 226
- 9.2.1 Élément R 226
- 9.2.2 Élément 1 228
- 9.2.3 Élément C 229
- 9.3 Composants hydrauliques 231
- 9.3.1 Principe de Pascal 231
- 9.3.2 Piston et vérin 232
- 9.3.3 Pompe 233
- 9.3.4 Distributeur 234
- 9.3.5 Servo-valve 236
- 9.3.6 Distributeur vérin et charge 236
- 9.4 Exemples d'applications 238
- 9.4.1 Freinage d'un véhicule 238
- 9.4.2 Asservissement de position d'un vérin 244
- 9.5 Exercices 248
- 10 SYSTÈMES THERMIQUES 251
- 10.1 Rappels et notations 251
- 10.1.1 État d'un système 251
- 10.1.2 Échange d'énergie 252
- 10.1.3 Énergie interne, premier principe 253
- 10.1.4 Enthalpie 254
- 10.1.5 Entropie 255
- 10.1.6 Liquide 255
- 10.2 Vrais Bond Graphs 256
- 10.3 Pseudos Bond Graphs 258
- 10.4 Principaux composants 259
- 10.4.1 Élément C 259
- 10.4.2 Élément R 260
- 10.5 Applications 262
- 10.5.1 Chauffage par conduction 262
- 10.5.2 Chauffage avec pertes 265
- 10.5.3 Mélangeur 266
- 10.6 Exercices 269
- DEUXIÈME PARTIE
APPLICATIONS INDUSTRIELLES 271 - 11. TABLE PORTE OUTIL 273
- 11.1 Description du système 273
- 11.2 Construction du BG 274
- 11.3 Représentation d'état du système 275
- 11.4 Utilisation des propriétés causales 278
- 11.4.1 Matrice d'état 278
- 11.4.2 Matrice de commande 281
- 11.4.3 Matrice d'observation 282
- 11.5 Fonction de transfert 282
- 11.6 Simulation 285
- 12 ENROULEUR DÉROULEUR DE BANDE 287
- 12.1 Variables d'entrée sortie 288
- 12.2 Modélisation détaillée 289
- 12.2.1 Conventions et hypothèses 290
- 12.2.2 Équations de la dynamique 290
- 12.2.3 Modèle BG 291
- 12.2.4 Remarques 295
- 12.3 Modélisation simplifiée 295
- 12.3.1 Simplification d'après les inerties dominantes 296
- 12.3.2 Remarques 297
- 12.3.3 Réduction à l'ordre 3 297
- 12.3.4 Remarque 298
- 12.4 Équations d'état issues du modèle BG 298
- 12.4.1 Méthode algébrique 298
- 12.4.2 Méthode graphique 302
- 12.5 Simulations 307
- 12.5.1 Simulation à partir du modèle M11 307
- 12.5.2 Simulation à partir du modèle M3 310
- 13 PENDULE INVERSE 313
- 13.1 Présentation du système 313
- 13.2 Construction du BG 314
- 13.2.1 Repères 314
- 13.2.2 Bond Graph à Mots 315
- 13.2.3 Chariot 316
- 13.2.4 Liaison glissière 316
- 13.2.5 Passage du repère R1 vers R2 317
- 13.2.6 Liaison pivot 317
- 13.2.7 Pendule 318
- 13.2.8 Connexion de divers composants 321
- 13.3 Mise en équations 322
- 13.4 Équations de Lagrange 329
- 13.5 Simulation 332
- 14 BAC AVEC CHAUFFAGE 335
- 14.1 Présentation du système 335
- 14.2 Construction du BG 336
- 14.3 Mise en équation 338
- 14.4 Simulation de l'influence des CI 340
- 14.5 Simulation de l'influence des entrées 344
- 15 SUSPENSION D'UNE VOITURE 347
- 15.1 Présentation du système 347
- 15.2 Construction du BG à mots 349
- 15.3 Construction du BG 349
- 15.3.1 BG d'une suspension 349
- 15.3.2 BG de la caisse 350
- 15.3.3 BG final 355
- 15.4 Programmation 355
- 15.4.1 Bloc d'intégration 355
- 15.4.2 Bloc EJS_C 355
- 15.4.3 Bloc LRT 356
- 15.4.4 Bloc SCRARB 357
- 15.5 Simulation 358
- 16 ÉTUDE DU REFROIDISSEMENT MOTEUR
D'UNE VOITURE 363 - 16.1 Limitation de l'étude 364
- 16.2 Modélisation 364
- 16.2.1 Partie hydraulique 365
- 16.2.2 Partie thermique 367
- 16.3 Simulations 374
- 16.3.1 Première simulation: puissance Ptm constante 374
- 16.3.2 Deuxième simulation: puissance Ptm modulée 379
- BIBLIOGRAPHIE 383
- INDEX 385
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Origine de la notice:
- FR-751131015 ;
- Electre
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Disponible - 62.0 VER
Niveau 3 - Techniques
