CNC 2023 · MP · Sciences de l’ingénieur
CNC 2023, filière MP, matière si, épreuve 1.
- Durée : 4 h
- 62 questions
- Difficulté : 4/5
Présentation du sujet
Le système « 4Control » (Renault), qui rend les roues arrière directrices pour améliorer maniabilité à basse vitesse et stabilité à haute vitesse. Après un exercice préliminaire de cinématique et d'inertie, le sujet étudie l'actionneur de braquage (mécanisme à biellettes, énergie cinétique), l'effet gyroscopique du mouvement des roues, le vérin électrique (train épicycloïdal) et l'asservissement de l'angle de braquage (correcteurs P puis PI).
Thèmes abordés
- torseurs cinématiques et fermeture géométrique
- inertie et théorème de Huygens
- théorème de l'énergie cinétique
- moment cinétique et moment dynamique
- effet gyroscopique
- train épicycloïdal et formule de Willis
- asservissement, correcteur proportionnel et proportionnel-intégral
Parties et questions
Exercice
- Q1.1 Le système étudié est décrit par trois diagrammes SysML, citer deux autres types de diagrammes utilisés dans l'ingénierie système.
- Q1.2 Parmi les trois diagrammes SysML présentés dans le sujet, lequel permet-il de décrire le cahier des charges fonctionnelles.
- Q1.3 Quelles sont les exigences nécessaires qui permettront de réaliser l'exigence id.1.3 indiquée sur le diagramme des exigences de l'Annexe 1.
- Q1.4 (Répondre sur DR2) À partir du schéma cinématique du document Annexe 2, remplir le tableau du document réponse DR2 en indiquant pour chaque liaison, le torseur cinématique et le torseur d'action…
- Q1.5 (Répondre sur DR2) donner la liaison cinématiquement équivalente entre la roue (4) et le châssis (0), en indiquant les mouvements possibles.
- Q1.6 Donner les vecteurs rotations : $\vec{\Omega}(1/0)$ et $\vec{\Omega}(2/0)$.
- Q1.7 Déterminer le vecteur vitesse $\vec V(A/0)$.
- Q1.8 Déterminer le vecteur vitesse $\vec V(B/0)$ par dérivation.
- Q1.9 Déterminer le vecteur vitesse $\vec V(B/0)$ par la relation des champs de moments.
Partie 2 · Partie 2. Analyse du comportement en braquage
Partie 3 · Partie 3. Choix de l'actionneur
Partie 4 · Partie 4. Influence du mouvement des roues
Partie 5 · Partie 5. Vérin électrique
Partie 6 · Partie 6. Asservissement de l'angle de braquage (1/2) : modélisation du moteur et correction proportionnelle
Partie 7 · Partie 6. Asservissement de l'angle de braquage (2/2) : correction proportionnelle intégrale
Le corrigé détaillé, question par question, est disponible gratuitement sur cette page.