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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 4 mai 2023· 4 161 candidats

S2I Centrale-Supélec PSI 2023 — sujet, corrigé et rapport jury

Quatre parties autour de l'exosquelette Atalante (société Wandercraft) pour la rééducation à la marche : exigences articulaires, modélisation multivariable hanche/genou et stabilité, conception/validation des lois de commande, synthèse simulée. Moyenne 9.27, σ=4.01.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.27/20

Top 25%

12.0

Présents

4 161

Top piège du sujet : Erreur d'énoncé — vecteur z̃₃ vs z̄₃

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.27

Médiane

9.2

Écart-type

4.01

Q1 (25%)

6.3

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

4 161

sur 4 365 inscrits · 4.7% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Exosquelette Atalante (société Wandercraft) pour la rééducation à la marche de patients partiellement ou totalement paralysés. Cibles : établissements hospitaliers et kinésithérapeutes. Quatre parties : analyse et reformulation du cahier des charges en exigences articulaires, modélisation multivariable (hanche/genou) et stabilité, conception/validation des lois de commande, synthèse sur performances simulées.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IMise en évidence de la problématique (marche en ligne droite)(Q1-Q5)Niveau attendu

    Q1-Q5 : analyse exigences globales, besoin de précision dans l'asservissement, prise en compte du couplage entre axes. Bien réussie. Erreur fréquente : limiter aux valeurs maximales sans considérer la tendance.

  2. Partie IIÉlaboration et analyse d'un modèle dynamique(Q6-Q13)Difficile

    II.A (Q6-Q11) : équations différentielles. Manques de rigueur en dérivation vectorielle, projections systématiques en base fixe non efficaces (Q7), action mécanique de liaison pivot rarement donnée (Q9), moment dynamique du solide 2 oublié (Q10). II.B (Q12-Q13) : critère de Routh hors programme.

  3. Partie IIIConception et analyse de lois de commande(Q14-Q21)Difficile

    III.A (Q14-Q19) : actionnement électrique, modélisation matricielle. Q14-Q15 mieux réussi que II. Q16-Q19 : loi de commande locale en couple, FT en boucle fermée. Q20-Q21 : synthèse trop qualitative, écarts non quantifiés.

  4. Partie IVSynthèse — performances des deux modesDifficile

    Analyse des résultats simulés sur modèle non linéaire — renforcement musculaire (raideur) vs proprioception (précision/stabilité).

Analyse globale du jury

« L'organisation du sujet a été conçue en vue de permettre à la majorité des candidats de s'exprimer et à un nombre très important d'entre eux de réussir à traiter l'ensemble des questions. Le jury note des copies de bonne qualité avec une nette amélioration de la rédaction. Les questions où une démarche de résolution est nécessaire sont plutôt bien réussies. Les questions plus calculatoires sont assez bien réussies. Les questions d'analyse et d'interprétation sont les moins bien réussies car elles nécessitent une prise de recul. »

Top pièges sanctionnés

  • Erreur d'énoncé — vecteur z̃₃ vs z̄₃-1 pts

    « Lors du processus de saisie du sujet une erreur concernant la définition d'un vecteur s'est glissée dans une annexe du sujet. La notation z̃₃ présente dans le corps du sujet s'est transformée en z̄₃ dans le document annexe. […] La majorité de candidats a remarqué et corrigé cette erreur. Néanmoins elle a été très souvent oubliée dans la suite du sujet, notamment en Q14 et parfois en Q8. »

  • Conclusion qui paraphrase la question-2 pts

    « Énoncer une conclusion, qui paraphrase la question sans justification, que le cahier des charges est respecté sans citer l'exigence ou le critère dont il est question, que le système est précis sans référence quantifiée aux écarts […] ne peut être considéré comme convenable par le jury. Une réponse binaire à une question, sans aucune justification, n'apporte aucun point. »

  • Projections systématiques en base galiléenne (Q7)-2 pts

    « En Q7, de trop nombreux candidats projettent systématiquement dans la base fixe avant de dériver alors que ce n'est ni nécessaire ni efficace, montrant ainsi un manque de méthode obtenant alors des expressions longues et fastidieuses et ne respectant pas l'exigence de la question. »

  • Action mécanique de liaison pivot oubliée (Q9)-2 pts

    « En Q9, il manque trop souvent l'action mécanique de la liaison pivot dans le bilan des actions mécaniques extérieures qui permet de justifier le choix d'équation. »

  • Critère de Routh hors programme (Q13)-1 pts

    « Quelques candidats s'arrêtent avant la conclusion pourtant évidente au regard de l'analyse de stabilité. Trop de candidats énoncent le cours sans l'argumenter en citant le pôle concerné. […] utilisation du critère de Routh (hors programme et sans intérêt ici), les pôles sont de signes opposés, etc. »

  • Manipulation matricielle scalaire (Q14)-2 pts

    « Le formalisme matriciel est courant en robotique et la manipulation matricielle n'a pas posé de difficulté à la majorité des candidats. Cependant le jury note des erreurs, d'une part non négligeable de candidats, dans la manipulation des objets mathématiques, qui sont dans ce cas des matrices et non des scalaires. La division d'une matrice par une autre n'a pas de sens et le produit matriciel n'est pas commutatif. »

Chapitres clés à maîtriser

Mécanique du solide — moments dynamiques, action mécanique pivot
Asservissement — modélisation multivariable, FT en boucle fermée
Stabilité des systèmes — pôles de fonction de transfert
Manipulation matricielle — robotique
Performances dynamiques — précision, rapidité, régime apériodique

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · S2I PSI, session 2023 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2023

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