MATLAB یک زبان برنامه نویسی بسیار پیشرفته برای انجام محاسبات ریاضی و مهندسی می باشد. اساس کار MATLAB بر پایه استفاده از ماتریس (matrix laboratory) است.

SimPowerSystem چیست؟

با استفاده از این پوشه در Simulink نرم افزار MATLAB می توان سیستم های الکتریکی را شبیه سازی کرد. البته از SimMechanics هم برای مدلسازی کامل سیستم های قدرت باید استفاده کرد. سیستم قدرت مجموعه ای از مدارات الکتریکی و اجزاء الکترومکانیکی مثل موتورها و ژنزاتورها می باشد. در ضمن استفاده از الکترونیک قدرت و مدارهای کنترلی برای افزیش کارایی سیستم امری اجتناب ناپذیر است.

SimPowerSystems یک ابزار طراحی مدرن است که به دانشمندان و مهندسان این اجازه را میدهد تا سیستم قدرت خود را سریع و راحت طراحی و شبیه سازی کنند. SimPowerSystems این امکان را میدهد که به راحتی و تنها با انتخاب کردن اجزاء مورد نیاز و انتقال آنها (drag) به صفحه کار سیستم مرود نظر را طراحی کنیم. در این محیط نیاز به کشیدن شماتیک عناصر و یا طراحی آنها نیست. تمام عناصر مورد نیاز در SimPowerSystems Libraries یافت میشود. در مواردی که به عنصری با کارایی خاص نیاز داریم میتوانیم تغییراتی در آن اعمال کنیم که این یکی از امتیازات این نرم افزار محسوب می شود. توجه کنید که جهت شبیه سازی سیستم های قدرت از طریق Matlab نرم افزارهای متعدد توسط افراد مختلف ارائه شده است امتیاز ویژه نرم افزار SimPowerSystems آنست که توسط پدید آورندگان Matlab ارائه شده است.

SimPowerSystems Libraries چیست؟

یک مخزن عناصر که تمامی اجزاء مورد نیاز برای شبیه سازی سیستم های الکتریکی را دارا می باشد. کافیست عنصر مورد نظر را انتخاب و به صفحه کار انتقال دهیم. مدلهای ترانسفورمر، خط انتقال در این نرم افزار در نظر گرفته شده است. جهت اجرای SimPowerSystems لازم است ابتدا Matlab را اجرا کرده و آیکون Simulink را طبق شکل زیر اجرا نمایید:

با این کار Simulink Library Browser باز می شود. برای استفاده از SimPowerSystem، باید این پوشه را از این پنجره پیدا و سپس آنرا باز کنید. درست شبیه آنچه در شکل زیر نشان داده شده است:

حال با آنتخاب آیکون NEW که در شکل زیر نشان داده شده است می توانید محیطی جهت ایجاد یک مدل (مدار) جدید بوجود آورید:

دوستان عزیز توجه داشته باشند که برای فراگیری یک نرم افزار تازه نباید تنها به مراحل درج شده در یک آموزش خاص عمل کنند. جستجو و کنجکاوی در قسمت های مختلف یک نرم افزار کمک زیادی در آشنایی با این نرم افزار دارد.

.

شکل بالا یک نمونه از شبیه سازی در محیط  Simulink است. در این شکل یکی از جبران کننده های توان راکتیو که در خطوط انتقال  برای افزایش کارایی سیستم قدرت و کاهش تلفات استفاده می شود شبیه سازی شده است. در پست های بعدی بیشتر با این نرم افزار آشنا می شویم

 

 

تا اینجا رسیدیم که چگونه یک مدل جدید ایجاد کنیم. برای نمونه من یک مدل مدار الکترونیک صنعتی ایجاد می کنم تا بیشتر آشنا شویم.

شکل زیر یک مدار یکسوساز دو فاز کنترل نشده است. برای ایجاد این مدل از قسمت SimPowerSystem و پوشه ی Power Electronic دو دیود، از پوشه Measurements سه Voltage Measurments و یک Current Measurment، از پوشه Electrical Sources دو منبع ولتاژ تک فاز (برای ایجاد یک منبع دو فاز)، از  پوشه Elements دو Series RLC Branch و از قسمت Simulink یک Scope بیاورید. مدارار را مانند شکل زیر ببندید.

برای بهتر دیدن شکل بالا آن را save کنید.

در شکل زیر شکل موجهای قسمت های مختلف مدار رسم شده است.

 

 

اتصال بلوکها

بلوکهای سیمولینک از خطوط بعنوان نشاندهنده مسیر سیگنالها بین بلوکهای یک مدل استفاده می کند. این خطوط بطور اتوماتیک توسط سیمولینک و یا بطور دستی توسط کاربر بین پورتهای ورودی و خروجی ترسیم می شوند

اتصال اتوماتیک بلوکها

شما می توانید به سیمولینک فرمان دهید که بلوکها را بطور اتوماتیک به یکدیگر متصل کند در اینصورت دیگر نیازی به ترسیم خطوط توسط کاربر نخواهد بود. وقتی خطی ترسیم می گردد سیمولینک آنرا منظم می کند تا خط از روی بلوکها عبور نکند و آنها را قطع ننماید

 

اتصال دو بلوک

جهت اتصال اتوماتیک دو بلوک بصورت زیر اقدام نمایید:

  1. بلوک مبدا را انتخاب نمایید
  2. کلید Ctrl را پایین نگه دارید و روی بلوک مقصد کلید سمت چپ موس را فشار دهید

به شکل زیر نگاه کنید وقتی دو بلوک انتخاب می شود سیمولینک تمام خطوطی را که می تواند بین دو بلوک انتخاب شده ترسیم گردد رسم می نماید

اتصال گروهی بلوکها

در سیمولینک می توان گروهی از از بلوکهای مبدا را به یک بلوک مقصد و یا یک بلوک منبع را به گروهی از بلوکهای مقصد متصل نمود.

نحوه اتصال گروهی از بلوکهای منبع به یک بلوک مقصد بشرح ذیل است:

.

۱ . بلوکهای مبدا را انتخاب کنید.

  1. کلید Ctrl را پایین نگه داشته و بلوک مقصد را با فشاردادن کلید سمت چپ ماوس مشخص کنید

نحوه اتصال یک بلوک مبدا به گروهی از بلوکهای مقصد به بشرح ذیل است:

  1. بلوکهای مقصد را اتخاب کنید:
  1. کلید Ctrl را پایین نگه داشته و بلوک مبدا را با فشار دادن کلید سمت چپ ماوس مشخص کنید :

 

اتصال بلوکها بطور دستی

اگر بخواهید که مسیر ترسیم خطوط را بطور کامل کنترل کنید باید بطور دستی خطوطی بین بلوکها ترسیم کنید و یا خطوط موجود را به بلوکها متصل نمایید

ترسیم خطوط بین بلوکها

جهت اتصال پورت خروجی یک بلوک و اتصال آن به پورت ورودی بلوک دیگر باید بصورت زیر اقدام نمایید

  1. نشانگر موس را روی پورت خروجی اولین بلوک قرار دهید. لازم نیست نشانگر دقیقا روی پورت قرار داده شود چرا که تغییر شکل نشانگر موس به علامت + بیانگر پیدا کردن پورت توسط سیمولینک می باشد.

 

 

  1. کلید موس را فشار داده آنرا نگه دارید
  2. نشانگر موس را روی پورت ورودی بلوک دیگر و یا نزدیک آن بکشید. در این حالت شکل نشانگر موس بصورت علامت + با خطوط دوگانه مشابه شکل زیر می گردد و خط به نزدیک ترین پورت متصل می گردد
  1. کلید موس را رها کنید دقت کنید در خط ترسیم شده جهت سیگنال با فلشی که در سمت پورت ورودی نشان داده شده است نشان داده می شود توجه داشته باشید این جهت فقط مربوط به پورتها است و با نحوه ترسیم خط از سمت پورت ورودی به خروجی و یا بلعکس تغییر نمی کند

سیمولینک خطوط را بطور افقی و عمودی رسم می کند اگر می خواهید یک خط قطری و مایل ترسیم کنید در زمان ترسیم خط کلید Shift را فشار دهید

ترسیم یک خط اشعابی

یک خط انشعابی خطی است که از یک خط موجود ترسیم و سیگنال خود را از پورت ورودی بلوک خــط قبلی می گیرد. بدیهی است که خــط جدید و خط موجود هر دو سیگنال مشابـهی را منتقل می کنند.

خطوط انشعابی این امکان را فراهم می کنند که یک سیگنال به چند بلوک ارسال گردد.

در مثال زیر خروجی بلوک حاصل ضرب (Product) به دو بلوک اسکوپ (Scope) و بلوک ارتباط با فضای کاری (Workspace) می رود

جهت اضافه کردن یک انشعاب مراحل زیر را انجام دهید:

  1. نشانگر موس را روی خطی که می خواهید از آن انشعاب بگیرید قرار دهید
  2. در حالی که کلید Ctrl را پایین نگه می دارید کلید شمت چپ موس را فشار داده و پایین نگه دارید
  3. نشانگر موس را بطرف پورت ورودی بلوک مقصد کشیده و سپس کلید ماوس و کلید Ctrl را رها کنید

توجه بجای کلید Ctrl و کلید چپ موس از کلید سمت راست موس نیز می توانید استفاده کنید

 

جابجایی قطعه ای از یک خط

در شکلهای زیر مراحل جابجایی قطعه ای از یک خط نشان داده شده است:

  1. ماوس را روی قطعه ای که می خواهید جابجا کنید ببرید
  1. کلید سمت چپ ماوس را فشارداده و نگه دارید:

۳ . نشانگر ماوس را به محل مورد نظر ببرید:

  1. کلید ماوس را رها کنید:

 

درج کردن بلوکها در یک خط

با گذاشتن یک بلوک روی یک خط آن بلوک در آن خط درج می گردد. توجه کنید که بلوکی که در یک خط درج می گردد فقط باید دارای یک پورت ورودی و یک پورت خروجی باشد.

جهت در یک بلوک در یک خط بشرح ذیل عمل کنید:

  1. نشانگر ماوس را روی بلوک مورد نظر برده و کلید ماوس را فشارداده و نگه دارید:
  1. آن بلوک را روی خطی که می خواهید در آن درج گردد بکشید:
  1. کلید ماوس را رها کنید تا آن بلوک روی خط قرار گرفته و در آن درج گردد:

 

جدا کردن بلوک ها

جهت جدا کردن یک بلوک از خطوط وصل شده به آن کلید Shift را پایین نگه داشته و آن بلوک را به محل دیگری ببرید.

 

اتصال الکتریکی پورتها

 

Electrical Terminal Ports and Connection Lines   SimPowerSystems is part of the Physical Modeling environment. Its blocks often feature both normal Simulink input and output ports > and special electrical terminal ports : Lines that connect normal Simulink ports > are directional signal lines. Lines that connect terminal ports are special electrical connection lines. These lines are nondirectional and can be branched, but you cannot connect them to Simulink ports > or to normal Simulink signal lines. You can connect Simulink ports > only to other Simulink ports and terminal ports only to other terminal ports. Converting Simulink signals to electrical connections or vice versa requires using a SimPowerSystems block that features both Simulink and terminal ports. Some SimPowerSystems blocks feature only one type of port.

 


پروژه ها به زبان Matlab

 

 

  • برنامه عمومی حل معادله درجه ۲

راهنمایی:

: مثال

.

  • تبدیل اعداد از قطبی به دکارتی و بلعکس و جمع سه عدد (که بصورت قطبی می باشند)

 

مثال:

 

 

  • محاسبه ولتاژ ابتدای خط (در مدل خط کوتاه) :‌

 

  • محاسبه ولتاژ و جریان ابتدای خط (مدل خط متوسط دو نوع Π یا T )

در مدل Π

در مدل T

۵) محاسبه ولتاژ و جریان ابتدای خط ( مدل خط بلند )

=L طول خط          ولتاژ فاز

=Z امپدانس سری واحد طول ، =Y ادمیتانس موازی واحد طول ،

 

=ولتاژ= فاز انتهای خط ، مثال

۶) محاسبه ولتاژ و جریان ابتدای خط (با داشتن ثوابت ABCD خط )

 

۷) نمودار جریان سه فاز متعادل

۸) نمودار ولتاژ با هارمونیک مرتبه ۳ و ۵

۹) نمودار جریان و ولتاژ در حالت دائمی در یک بار RL

۱۰) نمودار توان لحظه ای در یک بار RL و محاسبه مقادیر عددی توان اکتیو و راکتیو

۱۱) محاسبه مولفه های ۰ ، مثبت و منفی جریان و یا ولتاژ

۱۲) جبرانسازی توان راکتیو ( اصلاح ضریب قدرت و افت ولتاژ)

۱۳) آزمایش مدار باز و اتصال کوتاه ترانس و محاسبه پارمترهای مدل آن

۱۴) محاسبه راندمان ترانس در یک بار مشخص

۱۵) محاسبه رگرسیون ترانس در یک بار مشخص

۱۶) محاسبه سطح مقطع کابل (افت ولتاژ ، جریان مجاز و اتصال کوتاه)

۱۷) محاسبه Lو ‍C خط

۱۸) نمودار پاسخ گذاری یک مدار مرتبه ۲

۱۹) حل معادله مرتبه ۳

۲۰) محاسبه زاویه δ خط