درس برنامه سازی پیشرفته سایت حمیدرضا رضاپور

ضمن این توضیحات و گفته‌ها آموزش سیمولینک متلب در حوزه برق قدرت نیازمند یک رویکرد گام‌به‌گام و تمرین مداوم است تا دانشجویان بتوانند مهارت‌های لازم برای مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های برق قدرت را کسب کنند. شما امکان تهیه آموزش سیمولینک متلب در برق قدرت را از مکتب خونه خواهید داشت. در کنار پلاگین ها یک زبان برنامه نویسی وجود دارد که امکان خودکارسازی فرآیندهای پیچیده جزئیات یا اصلاح را فراهم می کند. اما حتی اگر توسعه‌دهنده نرم‌افزار نیستید، می‌توانید عملکردهای پیشرفته‌تری را از طریق Grasshopper ایجاد کنید، ابزاری برای ساخت الگوریتم‌های تولید فرم بدون نوشتن کد. برنامه‌نویسی PLC با نرم‌افزار SIMATIC Manager یکی از مهم‌ترین مهارت‌ها در حوزه اتوماسیون صنعتی است. این نرم‌افزار با فراهم کردن ابزارهایی قدرتمند برای طراحی، پیکربندی و اجرای پروژه‌های صنعتی، امکان پیاده‌سازی سیستم‌های کنترلی پیچیده را به سادگی فراهم می‌کند.

شما همچنین می‌توانید از داده‌های واقعی خود برای افزایش دقت شبیه سازی استفاده کنید و با تغییر پارامترهای مختلف، سناریوهای مختلف را آزمایش کنید. Simul8 به شما کمک می‌کند تا تأثیر تصمیمات خود را بر روی عملکرد، هزینه، درآمد، کیفیت، رضایت مشتری و غیره اندازه گیری کنید. مهندسان برق در دنیای امروز با چالش‌های پیچیده‌ای مواجه هستند که حل آن‌ها نیازمند استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته است. از طرفی، تسلط بر زبان‌های برنامه‌نویسی مانند پایتون، متلب و ++C به مهندسان برق این امکان را می‌دهد که سیستم‌های الکترونیکی را به‌طور مؤثرتری شبیه‌سازی و عملکرد آن‌ها را تحلیل کنند. Proteus جزو اولین نرم‌افزارهایی است که مهندسان برق با آن آشنا می‌شوند و به احتمال زیاد مجذوب رابط کاربری گرافیکی و قابلیت‌های این نرم‌افزار خواهند شد.

مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم‌های پیچیده صنعتی یکی از اساسی‌ترین مراحل در بهینه‌سازی سیستم‌ها است. MATLAB با ارائه ابزارهای پیشرفته مدل‌سازی مانند Simulink, Stateflow و Optimization Toolbox, به تحلیلگران امکان می‌دهد که سیستم‌ها را به‌صورت دینامیک و بر اساس مدل‌های ریاضی دقیق شبیه‌سازی کنند. این مدل‌ها به کاربران کمک می‌کنند تا رفتار سیستم‌ها را تحت شرایط مختلف ارزیابی کرده و تغییرات لازم برای بهبود عملکرد را شناسایی کنند. نرم‌افزارهای شبیه‌سازی و مدل‌سازی نقش بسیار مهمی در پیشرفت مهندسی برق و الکترونیک ایفا می‌کنند. این ابزارها به مهندسین امکان می‌دهند تا بدون نیاز به ساخت نمونه‌های فیزیکی، عملکرد سیستم‌های خود را به دقت تحلیل و ارزیابی کنند. در این مقاله به بررسی سه نرم‌افزار مهم MATLAB، Simulink و LTSpice پرداختیم و به ویژگی‌ها و کاربردهای آن‌ها اشاره کردیم.

نرم افزار Star CCM یک ابزار بی‌رقیب برای شبیه‌سازی‌های پیچیده چندفیزیکی است. این نرم‌افزار با قابلیت‌های منحصربه‌فرد خود، به مهندسان امکان می‌دهد تا ایده‌های خود را به واقعیت تبدیل کنند و پروژه‌های خود را با دقت و سرعت بیشتری به انجام برسانند. هرچند هزینه و نیاز به سخت‌افزار پیشرفته از چالش‌های آن محسوب می‌شوند، اما مزایای گسترده این نرم‌افزار آن را به انتخابی ایده‌آل برای صنایع پیشرفته تبدیل کرده است. استفاده از Star CCM افق‌های جدیدی را برای طراحی و تحلیل‌های مهندسی گشوده و راهکارهای نوآورانه‌ای برای چالش‌های پیچیده ارائه می‌دهد. EPLAN قابلیت‌‌های مستندسازی و اعتبارسنجی پروژه‌ها را ارائه می‌دهد که موجب می‌شود مهندسان از دقت و کیفیت طراحی‌ خود اطمینان حاصل کنند. مهندسان و تکنسین‌های کارخانه‌ها و شرکت‌های برق و انرژی از سیمولینک برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم‌های برقی و تحلیل عملکرد آنها استفاده می‌کنند.

Rhino که هم برای مک و هم برای رایانه شخصی موجود است، یک برنامه همه کاره است. این می تواند اشیاء را مجسمه سازی کند، اسکن های LIDAR را تطبیق دهد، با مش های سایر سیستم ها کار کند. مانند 3ds Max، این نیز دارای یک راه حل پلاگین و یک پلت فرم توسعه دهنده پیچیده برای کسانی است که مایل به ایجاد پلاگین های جدید هستند. شما می‌توانید با استفاده از Simul8، هر نوع فرآیند را که دارای عناصر وابسته به زمان و منبع است، شبیه سازی کنید. Simul8 به شما امکان می‌دهد تا بدون نیاز به سرمایه گذاری گران قیمت و زمان بر، تصمیمات بهتر و مستند شده بگیرید.

در این دوره آموزشی، شرکت‌کنندگان با مفاهیم پایه‌ای نرم‌افزار Aspen Plus آشنا شده و نحوه استفاده از ابزارها و قابلیت‌های کلیدی آن را فرا می‌گیرند. این دوره مناسب برای کسانی است که به‌تازگی با این نرم‌افزار آشنا شده‌اند و قصد دارند اصول شبیه‌سازی فرآیندهای صنعتی را به‌صورت کاربردی یاد بگیرند. از دیگر مزایای بررسی مثال‌های سیمولینک، درک بهتر از ابزارها و تکنیک‌های موجود در متلب و سیمولینک است که این امر می‌تواند در انتخاب و استفاده بهینه از این ابزارها به دوره‌های آموزشی و پروژه‌های مختلف کمک کند. به‌طورکلی، بررسی و استفاده از مثال‌های سیمولینک متلب یکی از راه‌های موثر برای یادگیری عمیق و اعمال عملی مفاهیم برق و الکترونیک است. بنابراین اگر تسلط خوبی به زبان برنامه نویسی زبان برنامه نویسی سی شارپ داشته باشید، شما آمادگی کافی برای شروع یادگیری فریمورک قدرتمند ASP.NET Core را نیز خواهید داشت.

در نوامبر ۲۰۰۱ دال و نیگارد مدال IEEE جان فون نویمان توسط مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک را برای "معرفی مفاهیم برنامه‌نویسی شی گرا از طریق طراحی و پیاده‌سازی سیمولا ۶۷" دریافت کردند. آن‌ها در ماه فوریه ۲۰۰۲، جایزه A.M.2001 تورینگ توسط انجمن ماشین‌ها محاسبهٔ (ACM) را برای "ایده‌های اساسی برای ظهور برنامه‌نویسی شیء گرا، از طریق طراحی شان با زبان‌های برنامه‌نویسی سیمولا ۱ و سیمولا ۶۷" دریافت کردند. متأسفانه نه دال و نه نیگارد نتوانستند خود را به سخنرانی جایزه ACM تورینگ که برنامه‌ریزی شده برای ارائه در کنفرانس OOPSLA 2002 در شهر سیاتل شده بود، برسانند، چرا که دال در ژوئن و نیگارد در اوت از دنیا رفتند. مدل سازی سه بعدی به یک مهارت ضروری در صنایعی مانند معماری، طراحی بازی، انیمیشن و توسعه محصول تبدیل شده است. انتخاب نرم افزار مناسب می تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت کار و کارایی گردش کار شما تأثیر بگذارد. در این مقاله، ما برخی از بهترین نرم‌افزارهای مدل‌سازی سه بعدی، ویژگی‌ها، قیمت‌گذاری و نحوه پاسخگویی به سطوح مختلف مهارت و موارد استفاده را بررسی خواهیم کرد.

به همین دلیل، مانند Maya، Fusion360 و AutoCAD Autodesk، نرم افزار چاپ سه بعدی خوبی است. تحلیل داده‌ها در MATLAB به‌عنوان یکی از کلیدی‌ترین مراحل در فرآیند بهینه‌سازی سیستم‌ها در مهندسی صنایع و مدیریت پروژه‌ها شناخته می‌شود. این نرم‌افزار با ارائه ابزارهای قدرتمند مانند Data Analytics Toolbox, statistics and machine learning toolbox, امکان تحلیل دقیق داده‌ها را فراهم کرده و تصمیم‌گیری‌های استراتژیک را بهبود می‌بخشد. نرم‌افزارهای مهندسی به‌کمک کامپیوتر یا CAE (مخفف Computer-Aided Engineering) ابزارهای مهمی برای مهندسان برق هستند که به آن‌ها در طراحی، تحلیل و شبیه‌سازی سیستم‌های الکتریکی کمک می‌کنند. در زیر به برخی از ضروری‌ترین نرم‌افزارهای CAE برای مهندسان برق اشاره می‌شود.

همچنین، به برخی از نرم‌افزارهای دیگر در این زمینه مانند PSpice، Multisim و LabVIEW اشاره کردیم و روندهای جدید در این حوزه را مورد بررسی قرار دادیم. یکی از ویژگی‌های مهم Simulink، رابط کاربری گرافیکی آن است که به کاربران امکان می‌دهد تا مدل‌های سیستم‌های خود را با کشیدن و رها کردن بلوک‌ها ایجاد کنند. این نرم‌افزار دارای کتابخانه‌های گسترده‌ای از بلوک‌های آماده برای انواع مختلف سیستم‌ها از جمله سیستم‌های مکانیکی، الکتریکی، هیدرولیکی و حرارتی است. همچنین، Simulink امکان انجام شبیه‌سازی‌های زمان واقعی و پیاده‌سازی مدل‌ها بر روی سخت‌افزارهای مختلف را فراهم می‌کند. همین‌طور کسانی که در زمینه تحقیقات برق قدرت فعالیت می‌کنند، می‌توانند از سیمولینک متلب به‌عنوان یک ابزار قدرتمند برای انجام شبیه‌سازی‌های پیچیده و تحلیل نتایج استفاده کنند. این ابزار به آنها امکان می‌دهد تا سیستم‌های برقی مختلف را مدل‌سازی و تحلیل کنند و نتایج شبیه‌سازی‌ها را برای پژوهش‌ها و مقالات خود استفاده کنند.

زیرا تغییرات اعمال شده توسط تابع فقط به جدول موقتی نتیجه آن تابع محدود می‌شوند. فراز زیمنس با دفتر مرکزی خود در منطقه لاله‌زار، که به‌عنوان مرکز تخصصی فروش تجهیزات صنعتی در ایران شناخته می‌شود، فعالیت می‌کند. این موقعیت استراتژیک امکان دسترسی سریع و آسان مشتریان به محصولات و خدمات این شرکت را فراهم می‌آورد. Xamarin  امکانی را فراهم کرده است که به سادگی می‌توان با استفاده از زبان #C برای دستگاه‌های اندرویدی و iOS اپلیکیشن موبایل تولید کرد. همین‌طور که گفتیم، داده‌های درون این جدول نباید بر اثر اجرای تابع بالا هیچ تغییری کرده باشند. «تابع مقدار-جدول درون‌خطی» (Inline Table-Valued Function) بر اساس منطق عملیاتی مورد نظر کاربر، طراحی می‌شود.

در پایان این دوره، شرکت‌کنندگان قادر خواهند بود تا فرآیندهای ساده صنعتی را در محیط نرم‌افزار Aspen Plus شبیه‌سازی کنند و نتایج شبیه‌سازی را به‌طور کامل تجزیه و تحلیل نمایند. این دوره به آن‌ها کمک می‌کند تا درک بهتری از اصول شبیه‌سازی داشته باشند و بتوانند بهینه‌سازی‌های اولیه را در فرآیندهای صنعتی انجام دهند. بدون شک یکی از محبوب ترین و پرکاربرد ترین زبان های برنامه نویسی حال حاضر دنیا زبان برنامه نویسی سی شارپ نام دارد.که در درس برنامه سازی پیشرفته موضوع بحث است. و بر اساس آخرین تحقیقات صورت گرفته این زبان جزو 5 زبان برنامه نویسی برتر در دنیا می باشد، که همچنین بازار کار بسیار خوبی در ایران دارد. انتخاب بهترین نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی، بسیار به نیازها و سطح مهارت شما بستگی دارد. دنیای نرم‌افزارهای سه‌بعدی بسیار گسترده است و هر کدام ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فردی دارند.

همچنین در فصل پایانی با توجه به ارتباط میان سیمولینک و سایر ابزارهای تخصصی به ارائه‌ی مثال‌هایی در زمینه‌ی الکترونیک، مکانیک و... این نوع شبیه‌سازی امکان تحلیل سیستم‌هایی را فراهم می‌کند که شامل چندین فیزیک مختلف (مانند مکانیک، الکتریک، حرارت و هیدرولیک) هستند. نرم‌افزارهایی مانند COMSOL Multiphysics به مهندسین امکان می‌دهند تا تاثیرات متقابل بین این فیزیک‌ها را شبیه‌سازی و تحلیل کنند. در کنار MATLAB، Simulink و LTSpice، نرم‌افزارهای دیگری نیز در زمینه شبیه‌سازی و مدل‌سازی مهندسی برق و الکترونیک وجود دارند که هر یک با توجه به ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خود، در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نرم‌افزار برای طراحی بردهای الکترونیکی چندلایه، ترسیم شماتیک‌های دقیق، شبیه‌سازی مدارها، و بررسی صحت طراحی‌ها بسیار مناسب است. سالیدورکس الکتریکال یکی از ابزارهای پیشرفته و کارآمد در زمینه‌ی طراحی و شبیه‌سازی سه‌بعدی تابلو برق است.

این قابلیت‌ها برای تحلیل مدارهای الکتریکی، سیستم‌های کنترل، پردازش سیگنال و سایر زمینه‌های مرتبط با مهندسی برق ضروری است. نرم‌افزارهای CAD (مخفف Computer-aided Design) در مهندسی برق ابزارهای مهمی هستند که به مهندسان کمک می‌کنند تا دستگاه‌ها، قطعات الکتریکی و مدارهای مختلف را به‌طور دقیق و کارآمد طراحی کنند. از میان نرم‌افزارهای مختلف CAD، می‌توان به AutoCAD Electrical ،OrCAD و پروتئوس اشاره کرد که نقش مؤثری در پیشرفت پروژه‌های مهندسی برق ایفا می‌کنند. در این دوره سعی بر این است تا ابتدا به معرفی سیمولینک به عنوان یک ابزار قدرتمند در مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم‌ها پرداخته شود و سپس کتابخانه‌ها و بلوک‌های آن معرفی گردد. در گام بعدی برای تسلط بیشتر در به‌کارگیری این ابزار، مثال‌ها جامعی ارائه می‌شود. ازاین‌رو در دوره‌ی سیمولینک مکتب‌پلاس یک فصل را به صورت مجزا به مفهوم کنترل، انواع کنترلرها و دستورات کاربردی در این حوزه اختصاص دارد.

Multisim به طور گسترده در آموزش مهندسی برق و الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد و به دانشجویان امکان می‌دهد تا مدارهای خود را به صورت مجازی طراحی و شبیه‌سازی کنند. همچنین، این نرم‌افزار در طراحی و تحلیل مدارهای الکترونیکی در حوزه‌های مختلف از جمله مدارهای آنالوگ و دیجیتال، سیستم‌های مخابراتی و الکترونیک قدرت کاربرد دارد. آموزش سیمولینک متلب در حوزه برق قدرت از اهمیت وسیعی به جهت یادگیری و ارتقا سطح دانش فنی برخوردار است و به گروه‌های مختلفی کمک می‌کند تا از این ابزار قدرتمند بهره‌مند شوند. دانشجوان در تمامی مقاطع تحصیلی می‌توانند با استفاده از این ابزار، مفاهیم نظری را به‌صورت عملی تجربه کرده و مهارت‌های لازم برای مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های برقی را به دست آورند. محققان و اعضای انجمن‌های تحقیقاتی نیز از سیمولینک برای انجام شبیه‌سازی‌های پیچیده و تحلیل نتایج بهره‌مند می‌شوند و از این طریق می‌توانند به پیشرفت در زمینه تحقیقات برق قدرت کمک کنند. از سوی دیگری، مهندسان صنعتی از سیمولینک برای مدل‌سازی، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی سیستم‌های برقی استفاده می‌کنند تا مشکلات واقعی را قبل از پیاده‌سازی حل کنند و عملکرد بهتر و بهینه‌تر را ایجاد کنند.

همچنین، می‌توانید از آموزش‌های آنلاین و دوره‌های آموزشی برای یادگیری نرم‌افزار مورد نظر خود استفاده کنید. اگر اهل انیمیشن هستید، Autodesk Maya به راحتی بهترین نرم افزار گرافیک سه بعدی است – در واقع یکی از اولین سیستم های رندر سه بعدی تجاری بود که مو و خز را معرفی کرد. فراز زیمنس با تمرکز بر تکنولوژی‌های پیشرفته اتوماسیون صنعتی زیمنس و تجهیزات زیمنس، به عنوان یکی از تأمین‌کنندگان اصلی زیمنس و نمایندگی زیمنس در لاله زار تهران  ، نقش موثری در توسعه زیرساخت‌های صنعتی کشور ایفا می‌کند. سیستم‌های اتوماسیون زیمنس به دلیل کیفیت بالا، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری، گزینه‌ای ایده‌آل برای صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، خودروسازی، غذایی و دارویی محسوب می‌شوند. LabVIEW یک محیط توسعه نرم‌افزاری برای طراحی سیستم‌های تست، اندازه‌گیری و کنترل است که توسط شرکت National Instruments توسعه داده شده است.

به‌عنوان یک قسمت مهم در آموزش سیمولینک متلب در برق قدرت، دانشجویان با انجام پروژه‌های عملی با استفاده از سیمولینک در زمینه‌های مختلف برق و الکترونیک، مفاهیم یاد گرفته شده را به کاربرد عملی منتقل می‌کنند. این بخش به آنها امکان می‌دهد تا تجربة عملی را از این ابزارها کسب کرده و مهارت‌های خود را بهبود بخشند. یک نرم‌افزار طراحی داخلی مبتنی بر رایانه است که به کاربران اجازه می‌دهد تا طرح‌های داخلی خود را به صورت سه بعدی و با جزئیات بالا ایجاد کنند. این نرم‌افزار با رابط کاربری ساده و شهودی، امکان طراحی سریع و آسان فضاهای داخلی را فراهم می‌کند. Multisim یک نرم‌افزار شبیه‌سازی و طراحی مدارهای الکترونیکی است که توسط شرکت National Instruments توسعه داده شده است. این نرم‌افزار به خاطر رابط کاربری ساده و امکانات آموزشی خود، در آموزش مهندسی برق و الکترونیک بسیار محبوب است.

فراموش نکنید که در گستره آموزش برق قدرت و آموزش سیمولینک متلب در برق قدرت، بررسی و استفاده از مثال‌های سیمولینک در متلب اهمیت بسیاری دارد. این مثال‌ها، به‌عنوان نمونه‌های کاربردی، به دانشجویان و محققان کمک می‌کنند تا مفاهیم نظری را در قالب موارد عملی فهمیده و به کاربردهای واقعی آنها پی ببرند. از طرف دیگر، این مثال‌ها به دلیل وجود کدهای قابل‌اجرا، فرایند یادگیری را تسهیل می‌کنند و اجازه می‌دهند تا دانشجویان به‌صورت عملی با ابزارها و مفاهیم آشنا شوند. علاوه بر این، این مثال‌ها می‌توانند به‌عنوان الگوها و الهام‌بخش‌ها برای حل مسائل مشابه در زمینه‌های مختلف مورداستفاده قرار گیرند. ورای مفاهیم کلی که در این آموزش ممکن است با آن مواجه شوید، به استفاده از توابع و ابزارهای پیشرفته برای مدل‌سازی دقیق‌تر و تحلیل سیستم‌های پیچیده می‌پردازیم. این قسمت به دانشجویان کمک می‌کند تا با روش‌های پیشرفته‌تر مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌ها آشنا شوند.

در این قسمت، به تنظیمات شبیه‌سازی و شبیه‌سازی سیستم‌های مختلف با استفاده از سیمولینک می‌پردازیم. سپس، با تحلیل نتایج و خروجی‌های به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی، دانشجویان قادر می‌شوند عملکرد سیستم‌ها را بررسی و تحلیل کنند. پشتیبانی و بروزرسانی مداوم توسط شرکت مایکروسافت زبان برنامه نویسی C# کاملا شی گرا است. در این مطلب از مجله فرادرس، دانستیم که Function در SQL چیست و به چه گروه‌هایی تقسیم می‌شود. در ضمن برای نمایش انواع Function از مثال‌های مختلفی نیز استفاده کردیم.

مانند Blender (و برخلاف 3ds Max)، در ویندوز، مک و لینوکس در دسترس است. سه گزینه اشتراک در دسترس است، برای پرداخت ماهانه، سالانه، یا سه سالانه، و همچنین یک آزمایش رایگان 30 روزه. این آموزش نمای کلی و دقیق از برنامه‌نویسی PLC با استفاده از SIMATIC Manager بود. با این پیش‌نیازهایی، فرد می‌تواند بهتر و با اطمینان‌بخشی سیمولینک را در محیط متلب فرابگیرد و از قابلیت‌های آن بهره‌مند شود. کوئری بالا، جدول اصلی Employee  را پیدا کرده و در خروجی به نمایش می‌گذارد.

Simulink به عنوان یک ابزار گرافیکی برای مدل‌سازی سیستم‌های دینامیکی، برای شبیه‌سازی رفتار سیستم‌های مختلف کاربرد دارد. LTSpice به خاطر دقت و سرعت بالای شبیه‌سازی خود، یک انتخاب عالی برای تحلیل مدارهای الکترونیکی است. LabVIEW دارای یک رابط کاربری گرافیکی است که به کاربران امکان می‌دهد تا با استفاده از بلوک‌های گرافیکی، سیستم‌های پیچیده را طراحی و شبیه‌سازی کنند. این نرم‌افزار دارای کتابخانه‌های گسترده‌ای از توابع و ابزارهای مختلف برای اندازه‌گیری، کنترل و پردازش سیگنال است. همچنین، LabVIEW امکان اتصال به انواع مختلف سخت‌افزارهای اندازه‌گیری و کنترل را فراهم می‌کند.

تصاویر را می توان با استفاده از طیف بسیار گسترده ای از سیستم های رندر، از جمله Renderman ایجاد شده توسط Pixar و Mental ray تولید کرد. Simul8 دارای یک رابط کاربری ساده و در عین حال قابل تنظیم است که به شما اجازه می‌دهد با چند کلیک، فرآیندهای خود را با استفاده از عناصر آماده شبیه ساز کنید. شما می‌توانید فعالیت‌ها، منابع، صف‌ها، مشتریان، جریان‌های مواد و غیره را به صورت بصری در صفحه بکشید و به چینش خود بدهید. این نرم‌افزار در طراحی و بهینه‌سازی نیروگاه‌های برق، توربین‌های بادی و تجهیزات نفت و گاز به کار می‌رود. همچنین شبیه‌سازی و بهبود عملکرد مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های انرژی خورشیدی از دیگر کاربردهای آن است.