الشروع في العمل مع simulink في matlab: تصميم نموذج

ما هو Simulink؟

أصبحت Simulink حزمة البرامج الهندسية الأكثر استخدامًا في السنوات القليلة الماضية بين الأكاديميات والصناعات. يأتي Simulink مدمجًا مع برنامج MATLAB الذي يستخدم لنمذجة ومحاكاة وتحليل الأنظمة الديناميكية. يوفر Simulink واجهة مستخدم رسومية (GUI) كمخططات كتلة لبناء نموذجك كما لو كنت تبني عليه باستخدام قلم وورقة.

لفهم Simulink ، يمكنك التفكير في مثال بسيط ،

هنا ، في المثال أعلاه ، نقوم بتوليد موجة جيبية من كتلة موجة جيبية وتضخيمها بواسطة عامل كسب يمكنك التحقق منه مباشرة على Simulink بالنقر المزدوج على كتلة النطاق.

إذا كنت جديدًا على MATLAB ، فتعرف أولاً على المصطلحات المستخدمة في MATLAB وابدأ بمصباح LED.

كيفية تشغيل Simulink في MATLAB؟

لفتح Simulink في MATLAB ، يمكنك فقط النقر فوق الزر Simulink من شريط قوائم MATLAB ، كما هو موضح في الصورة أدناه

عدا ذلك ، يمكنك فقط استخدام نافذة الأوامر لفتح Simulink. فقط اكتب "simulink" في سطر الأوامر واضغط على enter.

محاكاة

فيما يلي النافذة الأولى التي تظهر بعد فتح Simulink:

كما ترى في الصورة ، هناك خيارات مختلفة للقيام بمهام مختلفة ، مثل يمكنك إنشاء القالب الخاص بك ، والنموذج الفارغ ، والمكتبة الفارغة وغيرها الكثير.

كلما احتجنا إلى تصميم نموذج جديد ، نختار خيار " Blank Model" بالنقر المزدوج عليه. تبدو نافذة النموذج الفارغة التي يمكن أن نطلق عليها أيضًا نافذة Simulink مثل الصورة أدناه.

متصفح Simulink Library

يحتوي متصفح Simulink Library على أحواض ومصادر وموصلات ومكونات خطية وغير خطية. تعد Simulink أفضل بكثير من حزم المحاكاة السابقة الأخرى التي تحتاج إلى صياغة المعادلات في برنامج ، بينما في Simulink يمكنك اختيار الوظيفة والكتل وعليك فقط إدخال قيم متغير المعادلات.

لفتح متصفح Simulink Library ، يمكنك ببساطة النقر فوق زر متصفح Library من قائمة Simulink ، كما هو موضح أدناه الصورة

الطريقة الأخرى لفتح متصفح مكتبة Simulink هي كتابة الأمر أدناه في نافذة الأوامر. الأمر حساس لحالة الأحرف ، لذا كن حذرًا أثناء كتابة:

slLibraryBrowser

هكذا يبدو متصفح مكتبة Simulink ، حيث يمكنك البحث عن المصارف والمصادر والموصلات والمكونات الخطية وغير الخطية.

تشغيل النموذج التجريبي مع MATLAB Simulink

يحتوي Simulink بالفعل على عدد من النماذج البسيطة والمتقدمة لأنواع مختلفة من الأنظمة مثل الصوت والاتصال ورؤية الكمبيوتر و DSP والوقت الحقيقي والعديد من الأنواع الأخرى ، كما ترى في الصورة أدناه

لتشغيل مثال أو نموذج تجريبي ، فقط انقر نقرًا مزدوجًا فوقه وستظهر نافذة منبثقة لنموذج Simulink الخاص به ، كما هو موضح في الصورة أدناه

بعد النمذجة ، يمكنك محاكاة النموذج باستخدام اختيار طريقة التكامل أو قائمة Simulink أو نافذة الأوامر. الطريقة الأسهل والأكثر ملاءمة هي ببساطة استخدام زر Simulink 'RUN' من قائمة Simulink لتشغيل نموذج في Simulink ، كما هو موضح في الصورة أدناه

يمكنك أيضًا استخدام النموذج التجريبي أو تحريره إذا كنت تريد ذلك.

بدء المصحح

Simulink Debugger هي أداة من أدوات Simulink لتحديد موقع الأخطاء أو تشخيصها في النموذج. يساعدك المصحح على فحص أو تشغيل المحاكاة خطوة بخطوة ويعرض أيضًا حالات الإدخال والإخراج والحظر.

لبدء مصحح الأخطاء ، ما عليك سوى النقر فوق نموذج التصحيح في قسم المحاكاة بشريط قائمة Simulink ، كما هو موضح في الصورة أدناه

يمكنك حتى بدء تشغيل مصحح أخطاء من نافذة الأوامر فقط عن طريق كتابة الأمر أدناه ،

sldebug ("اسم النموذج")

إنشاء نموذج محاكاة لمضخم الإشارة

الخطوة 1: - قم بتشغيل Simulink من زر Simulink أو اكتب "simulink" في نافذة الأوامر.

الخطوة 2: - اختر " Blank Model" من Simulink ، كما هو موضح في الصورة أدناه

الخطوة 3: - الآن ، سنقوم ببناء "نموذج مضخم الإشارة" الذي يأخذ مدخلاً ويضخمه بواسطة عامل كسب.

للإشارة مكبر للصوت نموذج نحتاج موجة جيبية كتلة، المكسب كتلة و نطاق.

الخطوة 4: - افتح متصفح المكتبة بكتابة "sl'LibraryBrowser" في نافذة الأوامر. واختر الكتل المطلوبة واسحبها إلى نافذة Simulink من نافذة متصفح المكتبة ، كما هو موضح في الصورة أدناه

الخطوة 5: - بعد وضع كل الكتل في نافذة Simulink ، يجب عليك توصيلها وفقًا للصورة الموضحة أدناه ،

الخطوة 6: - يجب عليك تغيير الإعداد للحصول على مدخلين في النطاق ، لذا انقر نقرًا مزدوجًا على النطاق ثم انتقل إلى إعداد وتغيير " عدد منافذ الإدخال" إلى "2" ، كما هو موضح في الصورة أدناه

الخطوة 7: الآن ، للتضخيم ، يمكنك تعيين قيمة سعة الموجة الجيبية وعامل الكسب بالنقر المزدوج على الكتلة المعنية.

الخطوة 8: - بعد الانتهاء من ذلك ، يمكننا تشغيل نموذج Simulink الخاص بنا من زر "RUN" الموجود في قائمة Simulink.

انتظر حتى يقوم Simulink بترجمة النموذج الخاص بك ، والذي يمكنك رؤيته في الركن الأيمن السفلي من النافذة.

الخطوة 9: الآن ، للحصول على النتيجة ، انقر نقرًا مزدوجًا على النطاق وستكون قادرًا على رؤية شكل الموجة المدخلة والمضخمة ، كما هو موضح في الصورة أدناه

نتيجة لذلك ، إذا لاحظت شكل الموجة الناتج ، يتم تضخيمه بمعامل 3.

الخطوة 10: الآن ، يمكنك حفظ النموذج الخاص بك ويمكنك أيضًا الحصول على نسخة مطبوعة ، الامتداد الخاص بتصميم Simulink هو ".slx" لذا راقب الامتداد أثناء الحفظ ، وعادةً ما يأخذ الامتداد ".slx" تلقائيًا.

يمكنك أيضًا التحقق من الفيديو المقدم في نهاية "إنشاء نموذج باستخدام MATLAB Simulink".

نمذجة نظام التحكم الديناميكي

يستخدم Simulink لتحليل العديد من الأنظمة المعقدة القائمة على الوقت الفعلي والمتعلقة بالاحتكاك ومقاومة الهواء وانزلاق التروس وما إلى ذلك. هذه الأنظمة معقدة للغاية ، وتصميم نموذج لذلك خارج نطاق المقالة. ولكن لمعرفة كيفية تصميم نظام التحكم الديناميكي ، قدمت MATLAB نفسها وثائق رائعة. يمكنك الوصول إلى ذلك في الشروع تعليمي للMATLAB. انتقل إلى " نموذج لنظام ديناميكي " بعد تحديد الشروع في العمل .

ستتم إعادة توجيهك إلى متصفح المساعدة الخاص بـ MATLAB ، كما هو موضح في الصورة أدناه

يتم عرض العملية الكاملة لتصميم نموذج Simulink في الفيديو أدناه: