Cuestionario: Introduction à l'automatique et régulation linéaire — 22 preguntas

1. Dans un système asservi, que désigne la consigne ?

A. Le signal de retour issu de la sortie

B. La valeur objectif imposée par l’extérieur

C. La grandeur perturbatrice appliquée au système

D. La valeur courante mesurée en sortie

Answer: (B)

Explicación

La consigne est la valeur cible imposée de l’extérieur pour la grandeur à suivre. La sortie correspond au résultat mesuré, pas à l’objectif.

2. Quelle affirmation caractérise le mieux une régulation ?

A. Elle cherche à maintenir une grandeur proche d’une cible malgré des perturbations

B. Elle consiste à supprimer toute mesure du système pour simplifier la commande

C. Elle fonctionne uniquement en boucle ouverte

D. Elle vise d’abord à faire suivre une entrée imposée sans tenir compte des perturbations

Answer: (A)

Explicación

La régulation a pour but de garder la grandeur réglée proche de la cible malgré les perturbations. L’asservissement est plutôt centré sur le suivi d’une consigne imposée.

3. Qu’est-ce qui distingue un système observé en temps discret d’un système en temps continu ?

A. Les signaux ne sont connus qu’aux multiples de la période d’échantillonnage

B. Les signaux sont connus à tout instant positif

C. Les grandeurs sont mesurées uniquement après transformation de Laplace

D. Les paramètres du système varient nécessairement avec le temps

Answer: (A)

Explicación

En temps discret, les signaux ne sont connus qu’aux instants multiples de la période d’échantillonnage. En temps continu, ils sont supposés connus à tout instant considéré.

4. Que signifie l’invariance dans le temps pour un système ?

A. Ses paramètres sont constants ou peuvent être assimilés constants sur le domaine de fonctionnement

B. Ses signaux ne sont définis qu’à des instants d’échantillonnage

C. Ses équations sont forcément non linéaires

D. Ses sorties sont toujours nulles pour des entrées nulles

Answer: (A)

Explicación

Un système invariant dans le temps a des paramètres qui ne varient pas, ou dont la variation peut être négligée sur le domaine étudié. Cela ne dit rien sur le fait que les sorties soient nulles.

5. Quel exemple relève des domaines d’application cités pour l’automatique ?

A. La fabrication de composants optiques

B. La résolution d’équations différentielles sans capteur

C. L’asservissement de vitesse d’un moteur à courant continu

D. Le chiffrement de données numériques

Answer: (C)

Explicación

Le cours cite explicitement des asservissements de vitesse et de position avec un moteur à courant continu. Les autres propositions ne correspondent pas aux exemples donnés.

6. Quel processus naturel est présenté comme exemple de rétroaction ?

A. La gravité terrestre

B. La diffusion moléculaire

C. La glycémie

D. La conduction thermique

Answer: (C)

Explicación

La glycémie est donnée comme exemple de processus naturel avec rétroaction. Le cours mentionne aussi des dynamiques proie/prédateur, mais pas les autres phénomènes proposés.

7. Dans le modèle externe d’un système mono-variable, quelle grandeur est notée y(t) ?

A. La perturbation appliquée au système

B. La sortie du système

C. La frontière qui sépare le système du reste

D. La commande produite par le contrôleur

Answer: (B)

Explicación

Dans ce cours, y(t) désigne la sortie, c’est-à-dire la grandeur réglée du système. La commande est notée u(t) et les perturbations sont souvent notées z(t).

8. Que représente une fonction de transfert dans ce cadre ?

A. La relation entre les variations de la sortie et celles de l’entrée

B. La loi qui impose la consigne extérieure

C. Le signal mesuré avant toute correction

D. La frontière physique séparant le système de son environnement

Answer: (A)

Explicación

La fonction de transfert exprime la relation entrée-sortie, plus précisément entre les variations de sortie et celles d’entrée. Elle ne décrit pas la frontière du système ni la consigne.

9. Sous quelle hypothèse obtient-on la fonction de transfert par transformée de Laplace dans le cours ?

A. Avec des conditions initiales nulles

B. Avec une sortie obligatoirement constante

C. Avec des entrées purement sinusoïdales

D. Avec des perturbations nulles

Answer: (A)

Explicación

Le cours précise que l’obtention de la fonction de transfert par Laplace se fait sous l’hypothèse de conditions initiales nulles. Cette hypothèse est technique et porte sur l’état initial du système.

10. Quelle contrainte de causalité est rappelée pour une fonction de transfert physique ?

A. Le degré du dénominateur est supérieur ou égal à celui du numérateur

B. Le degré du numérateur est toujours supérieur à celui du dénominateur

C. Le numérateur et le dénominateur doivent avoir le même degré en toute circonstance

D. La fonction de transfert doit être indépendante de toute entrée

Answer: (A)

Explicación

Le cours relie la causalité à une condition sur les degrés : le dénominateur doit avoir un degré supérieur ou égal à celui du numérateur. Cela traduit qu’une cause ne peut précéder son effet.

11. Quelle est la définition la plus juste de l’identification en automatique ?

A. Calculer directement la fonction de transfert sans aucune mesure

B. Choisir une consigne puis mesurer l’erreur statique

C. Vérifier uniquement la stabilité en boucle fermée

D. Déduire une relation entrée-sortie à partir d’essais réalisés sur le système

Answer: (D)

Explicación

L’identification consiste à exploiter des essais sur le système pour établir une relation entre l’entrée et la sortie. Les autres propositions décrivent d’autres étapes ou d’autres notions du cours.

12. Quels types d’entrées sont explicitement utilisés pour l’identification expérimentale ?

A. Impulsions, bruits blancs, créneaux et paliers aléatoires

B. Uniquement des échelons et des sinusoïdes

C. Rampes, dérivées, intégrales et fonctions périodiques

D. Sinusoïdes, impulsions, échelons et rampes

Answer: (D)

Explicación

Le cours cite bien les sinusoïdes, les impulsions, les échelons et les rampes comme entrées d’essai. Les autres choix introduisent des signaux non mentionnés ou trop restrictifs.

13. Dans ce cours, qu’est-ce qu’une réponse impulsionnelle ?

A. La réponse temporelle obtenue quand l’entrée est une impulsion

B. La réponse temporelle obtenue quand l’entrée est un échelon

C. La transformée de Laplace de la sortie

D. La dérivée de la réponse indicielle

Answer: (A)

Explicación

La réponse impulsionnelle est définie par l’application d’une impulsion en entrée. La réponse à un échelon correspond au domaine indiciel, pas à l’impulsionnel.

14. Dans le lien donné entre fonction de transfert et réponse indicielle, quelle opération intervient d’abord ?

A. L’intégration de la fonction de transfert

B. La dérivée de la réponse indicielle

C. La multiplication par la consigne finale

D. Le calcul de la marge de phase

Answer: (B)

Explicación

Le cours indique que, pour la réponse indicielle, la dérivée de la réponse indicielle est liée à la transformée inverse de la fonction de transfert. L’intégration de la fonction de transfert n’est pas la relation présentée ici.

15. Quelle idée décrit le mieux la réponse fréquentielle d’un système ?

A. Comparer ses marges de sécurité en boucle fermée

B. Mesurer sa sortie uniquement dans le domaine temporel

C. Observer seulement son comportement à l’échelon

D. Étudier sa réponse à des entrées sinusoïdales

Answer: (D)

Explicación

La réponse fréquentielle repose sur l’étude du comportement face à des signaux sinusoïdaux. Les autres propositions renvoient à la stabilité ou aux réponses temporelles.

16. Quels lieux classiques sont annoncés pour l’analyse fréquentielle des systèmes de base ?

A. Les lieux de phase, de gain et de stabilité

B. Les lieux de Bode, de Nyquist et de Black

C. Les lieux de Shannon, de Ziegler et de Nichols

D. Les lieux de Routh, de Laplace et de Fourier

Answer: (B)

Explicación

Le cours mentionne explicitement les lieux de Bode, de Nyquist et de Black. Les autres ensembles mêlent des noms de critères ou d’outils qui ne correspondent pas à cette liste.

17. Quel est l’intérêt principal d’un schéma-bloc dans la représentation d’un système ?

A. Calculer directement la marge de phase sans modèle

B. Remplacer toute analyse par une simple équation différentielle

C. Montrer la structure du système, ses sous-systèmes et le sens des flux

D. Éliminer la nécessité de connaître l’entrée et la sortie

Answer: (C)

Explicación

Un schéma-bloc sert à rendre visible la structure du système et les flux d’information, ce qui le rend plus exploitable qu’une équation seule. Il ne supprime ni l’entrée/sortie ni l’analyse du système.

18. Dans une rétroaction négative, que fait le signal prélevé au niveau de l’entrée ?

A. Il est retranché à l’entrée

B. Il est supprimé du comparateur

C. Il est ajouté à l’entrée

D. Il est transformé en perturbation

Answer: (A)

Explicación

La rétroaction négative correspond à un signal de retour soustrait à l’entrée, ce qui peut stabiliser le système. À l’inverse, l’ajout du signal caractérise la rétroaction positive.

19. Que mesure la marge de gain dans l’étude de la stabilité ?

A. La rapidité de la réponse indicielle

B. Le décalage temporel entre entrée et sortie

C. La distance avant perte de stabilité vis-à-vis du gain

D. L’erreur finale en régime permanent

Answer: (C)

Explicación

La marge de gain indique combien de gain supplémentaire le système peut supporter avant de devenir instable. Elle ne mesure ni l’erreur statique ni la rapidité de réponse.

20. Quel énoncé correspond le mieux à la stabilité d’un système en boucle fermée ?

A. Le système ne dépend jamais de la rétroaction

B. Le système reste borné et revient à un comportement acceptable après une perturbation

C. Le système suit parfaitement toute consigne sans erreur

D. Le système devient plus rapide quand le gain augmente

Answer: (B)

Explicación

La stabilité est liée au fait que le système reste borné et retrouve un comportement acceptable après perturbation. Le suivi parfait sans erreur relève plutôt de la performance, pas de la définition de stabilité.

21. Dans l’étude de la stabilité d’une boucle fermée, que signifie principalement le fait qu’un système reste borné et retrouve un comportement acceptable après une perturbation ?

A. Une identification expérimentale réussie

B. Une réponse fréquentielle sinusoïdale

C. Une précision statique parfaite

D. Une stabilité du système en boucle fermée

Answer: (D)

Explicación

La stabilité décrit bien la capacité d’un système en boucle fermée à rester borné et à revenir vers un comportement acceptable après une perturbation. La précision statique concerne plutôt l’erreur en régime permanent, pas la définition de la stabilité.

22. Quel est le rôle respectif des marges de gain et de phase dans l’analyse de sécurité d’un système ?

A. Elles mesurent la distance avant perte de stabilité vis-à-vis du gain et de la phase

B. Elles indiquent la qualité de l’identification et la validité du modèle

C. Elles mesurent la rapidité de la réponse temporelle et le dépassement

D. Elles décrivent la relation entre la consigne et la sortie en régime permanent

Answer: (A)

Explicación

Les marges de gain et de phase servent à quantifier la distance avant une perte de stabilité, respectivement par rapport au gain et à la phase. Les autres propositions renvoient à d’autres notions comme les performances temporelles ou l’identification.