يوفر سيمولينك أدوات قوية لنمذجة وتحليل النظم الديناميكية. واحدة من أكثر الطرق شيوعا لتحليل الأنظمة هي إنشاء مخططات بودي. يوضح مخطط بود العلاقة بين السعة وطور الإشارة كدالة للتردد.
في هذا الدليل خطوة بخطوة ، وسوف ننظر في عملية إنشاء وربط اثنين من المخططات بودي في سيمولينك. سوف تحتاج إلى معرفة أساسية من سيمولينك و ماتلاب لإكمال هذه الخطوات.
الخطوة 1: فتح سيمولينك وإنشاء نموذج جديد. للقيام بذلك ، انقر بزر الماوس الأيمن على مساحة العمل سيمولينك وحدد "نموذج جديد".
الخطوة 2: أدخل كتلة" نقل فن " في النموذج. تمثل كتلة "نقل فن" وظيفة نقل النظام وهي العنصر الرئيسي لبناء المخططات بود. يمكنك تكوين وظيفة النقل في خصائص الكتلة.
الخطوة 3: قم بتوصيل كتل "نقل فن" وفقا لمتطلباتك. إذا كان لديك عدة كتل "نقل فن" ، يمكنك استخدام كتل اتصال مختلفة لإنشاء مجموعات مختلفة.
الخطوة 4: إضافة كتلة "مؤامرة بود" إلى النموذج. كتلة "مؤامرة بود" هي مخطط بود الذي سيعرض نتائج تحليل النظام. ربط إشارات الإخراج من كتل " نقل فن "إلى مدخلات كتلة" مؤامرة بود".
الخطوة 5: تشغيل النموذج ومراقبة إخراج الرسم البياني بودي. يمكنك تغيير معلمات وظيفة نقل كتل "نقل فن" ومراقبة كيفية تأثير ذلك على مخطط بود.
ونتيجة لهذه الخطوات ، سوف تكون قادرة على إنشاء وربط اثنين من المخططات بودي في سيمولينك. هذا وسوف تعطيك الفرصة لدراسة خصائص وخصائص النظام في مزيد من العمق. نضع في اعتبارنا أن هذا هو مجرد دليل أساسي ، وسيمولينك يقدم العديد من الأدوات والوظائف الأخرى لتحليل ونمذجة النظم الديناميكية.
- تثبيت سيمولينك
- إنشاء أول مخطط بود في سيمولينك
- إنشاء مخطط بودي الثاني في سيمولينك
- ربط اثنين من المخططات بودي في سيمولينك
- إعدادات لربط المخططات بودي
- نتيجة وتحليل المخططات بودي متصلة في سيمولينك
- سؤال وجواب
- كيف يمكنني إنشاء مخطط يبشر في سيمولينك?
- كيف يمكنني ربط اثنين من المخططات يبشر في سيمولينك?
- كيف يمكنني إعداد المعلمات من الرسم البياني يبشر في سيمولينك?
- هل من الممكن إنشاء مخططات بودي متعددة لإشارات مختلفة في سيمولينك?
تثبيت سيمولينك
سيمولينك هو حزمة للنمذجة والمحاكاة في ماتلاب. يسمح لك بإنشاء وتحليل الأنظمة الديناميكية باستخدام الكتل والاتصالات. قبل أن تتمكن من البدء في استخدام سيمولينك ، تحتاج إلى تثبيت ماتلاب.
لتثبيت سيمولينك ، اتبع الخطوات التالية:
- انتقل إلى موقع ماثوركس الرسمي (mathworks.com ).
- ارجع إلى الصفحة الرئيسية وانقر على زر "المنتجات" في القائمة العلوية.
- حدد المنتج ماتلاب وانقر على ذلك.
- في صفحة ماتلاب ، انقر فوق الزر" تنزيل "أو" تنزيل".
- حدد نظام التشغيل وانقر على" تنزيل "أو"تنزيل".
- احفظ ملف تثبيت ماتلاب على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
- قم بتشغيل ملف التثبيت واتبع التعليمات التي تظهر على الشاشة.
- بعد تثبيت ماتلاب ، قم بتشغيل برنامج التنشيط.
- تسجيل الدخول إلى حساب ماثوركس الخاص بك أو إنشاء حساب جديد.
- أدخل مفتاح الترخيص لتفعيل ماتلاب.
- بعد تفعيل ماتلاب ، يمكنك البدء في استخدام سيمولينك.
إنشاء أول مخطط بود في سيمولينك
مخططات بود هي أداة لتحليل ونمذجة أنظمة التحكم. إنها تسمح لك بتقييم خصائص التردد للنظام ، مثل السعة والمرحلة ، اعتمادا على تردد إشارة الإدخال.
لإنشاء مخطط بودي في سيمولينك ، اتبع الخطوات التالية:
- فتح سيمولينك وإنشاء نموذج جديد.
- على لوحة سيمولينك ، والعثور على" نقل فن "أو" وظيفة نقل " كتلة واسحبه إلى مساحة عمل النموذج.
- انقر نقرا مزدوجا فوق كتلة" نقل فن " لفتح معلمات الكتلة.
- في معلمات كتلة "نقل فن" ، حدد وظيفة النقل لنظام المحاكاة. على سبيل المثال ، بالنسبة لنظام به وظيفة نقل ز(ق) = 1/(ق+1) ، قم بتعيين المعلمات على أنها [1]/[1 1].
- على لوحة سيمولينك ، والعثور على كتلة" مؤامرة بود " واسحبه إلى مساحة عمل النموذج.
- قم بتوصيل منفذ الإخراج من كتلة " نقل فن "إلى منفذ الإدخال من كتلة" مؤامرة بود".
- بدء محاكاة النموذج عن طريق الضغط على زر "تشغيل" أو اختصار لوحة المفاتيح "السيطرة+تي".
- بعد اكتمال المحاكاة ، تفتح نافذة بها مخطط يبشر يوضح سعة ومرحلة النظام اعتمادا على التردد.
الآن يمكنك إنشاء وتحليل المخططات بودي في سيمولينك لأنظمة التحكم المختلفة. هذا يجعل من السهل التحقق من خصائص النظام وتحسينها قبل تنفيذه.
إنشاء مخطط بودي الثاني في سيمولينك
لإنشاء مخطط بودي الثاني في سيمولينك ، اتبع الخطوات التالية:
- افتح نموذج سيمولينك الذي قمت بالفعل بإنشاء أول مخطط بود.
- إضافة كتلة وظيفة نقل الثانية إلى نموذج سيمولينك الخاص بك. لإضافة كتلة وظيفة نقل ، يمكنك النقر بزر الماوس الأيمن فوق مساحة فارغة في النموذج الخاص بك وتحديد عنصر "حظر المكتبة" في قائمة السياق. في النافذة التي تفتح ، حدد الفئة" الخطية "والعثور على كتلة" نقل فن". اسحب هذه الكتلة إلى النموذج الخاص بك.
- قم بإعداد وظيفة النقل في كتلة" نقل فن " وفقا لمتطلباتك. للقيام بذلك ، انقر نقرا مزدوجا فوق الكتلة لفتح معلماتها. هنا يمكنك تحديد معاملات و/أو أصفار وظيفة النقل. أغلق نافذة الإعدادات عند الانتهاء.
- قم بتوصيل إشارة الخرج لوظيفة نقل الكتلة الأولى بإشارة الإدخال لوظيفة نقل الكتلة الثانية. للقيام بذلك ، يمكنك استخدام أداة الاتصال في سيمولينك عن طريق تحديده على شريط الأدوات والنقر بزر الماوس الأيمن على إخراج وظيفة نقل الكتلة الأولى وإدخال وظيفة نقل الكتلة الثانية.
- إضافة كتلة استجابة التردد إلى نموذج سيمولينك الخاص بك. للقيام بذلك ، يمكنك الذهاب إلى مكتبة كتلة بنفس الطريقة كما في المرة السابقة والعثور على كتلة "مؤامرة بود". اسحبه إلى النموذج الخاص بك وقم بتوصيل إشارة الخرج الخاصة بكتلة وظيفة النقل الثانية بإدخال كتلة "مخطط بود".
- اضبط معلمات كتلة "مخطط بود" بحيث تعرض مخطط بود الثاني المقابل لكتلة وظيفة النقل الثانية. للقيام بذلك ، انقر نقرا مزدوجا على الكتلة وقم بتكوين معلماتها.
- تشغيل نموذج سيمولينك والتحقق من أن يتم عرض كل من المخططات بودي بشكل صحيح.
الآن يجب أن يكون لديك اثنين من المخططات بودي ذات الصلة في نموذج سيمولينك. يمكنك الاستمرار في ضبط معلمات وظيفة النقل وكتل "مؤامرة بود" وإضافة كتل أخرى حسب الحاجة.
ربط اثنين من المخططات بودي في سيمولينك
الجمع بين اثنين من المخططات بود في سيمولينك يسمح لك الجمع بين نظامين وتحليل آثارها المعقدة على الإشارات.
لربط اثنين من المخططات بودي ، اتبع الخطوات التالية:
- فتح سيمولينك وإنشاء اثنين من المخططات بودي تمثل أنظمة منفصلة.
- حدد كتلة" نقل فن "أو" مساحة الدولة " من مكتبة سيمولينك وإضافته إلى الرسم التخطيطي.
- ربط هذه الكتلة إلى الرسم البياني بودي الأول عن طريق توصيله إلى مدخلاتها. قم بتعيين القيم المطلوبة لوظيفة النقل أو مصفوفة الحالة في كتلة "نقل فن" أو "مساحة الحالة".
- كرر الخطوة 3 لمخطط بود الثاني عن طريق توصيل كتلة "نقل فن" أو "مساحة الدولة" إلى مدخلاتها.
- الآن ربط مخرجات المخططات بودي الأولى والثانية إلى إدخال كتلة "مجموع". تسمح لك هذه الكتلة بدمج إشارتين من خلال تطبيق عمليات مختلفة عليهما (الجمع والطرح وما إلى ذلك.).
- أضف كتلة" النطاق " إلى الرسم التخطيطي لتصور إشارة الخرج.
- قم بتوصيل إخراج كتلة " المجموع "بإدخال كتلة" النطاق".
- قم بتشغيل النموذج وتحليل النتائج بناء على إشارة الخرج المستلمة.
الجمع بين اثنين من المخططات بود في سيمولينك يسمح لك لإجراء تحليل شامل للأنظمة ، فضلا عن تنفيذ عمليات مختلفة على الإشارات. بل هو أداة قوية لنمذجة وتحليل سلوك النظم في سيمولينك.
إعدادات لربط المخططات بودي
لربط اثنين من المخططات بود في سيمولينك ، تحتاج إلى تعيين إعدادات معينة. وهنا بعض منهم:
- نطاق التردد: تحديد نطاق التردد الذي تريد بناء المخططات يبشر. عادة ما يتم استخدام مقياس التردد اللوغاريتمي من القيم المنخفضة إلى العالية ، على سبيل المثال ، من 0.1 إلى 1000 راد/ثانية.
- نقاط التردد: حدد عدة نقاط تردد ضمن نطاق معين تريد رسم خصائص السعة والطور فيه. على سبيل المثال ، 10 نقاط موزعة بالتساوي بين التردد الأولي والنهائي.
- حجم الرسم البياني: تحديد حجم الرسم البياني لمخططات بودي لضمان عرض مريحة. من المستحسن استخدام حجم رسم بياني كبير بما فيه الكفاية للحصول على صورة واضحة للمنحنيات.
- معلمات المحور: اضبط معلمات المحور لمخططات بودي لضمان عرض مريح. تعيين التسميات والأقسام على المحاور ، وتحديد وحدات القياس.
عند إعداد معلمات لتوصيل مخططات بود ، من المهم الانتباه إلى اختيار نطاق التردد الصحيح ونقاط الرسوم البيانية. سيسمح لك ذلك بالحصول على صورة كاملة لسعة وخصائص الطور للنظام.
بالإضافة إلى ذلك ، ضع في اعتبارك أنه يمكن تكوين معلمات أخرى لمخططات بودي في الرابط المتزامن ، مثل ألوان الخطوط وأنواع الخطوط وسمك الخط. ستساعد هذه المعلمات في جعل الرسوم البيانية أكثر بصرية وغنية بالمعلومات.
نتيجة وتحليل المخططات بودي متصلة في سيمولينك
بعد أن قمنا بإنشاء ودمج اثنين من المخططات بود في سيمولينك ، يمكننا الحصول على نتائج مختلفة وتحليل البيانات التي تم الحصول عليها.
أولا ، نتيجة للجمع بين اثنين من المخططات بودي ، نحصل على مخطط بودي جديد يعرض سلوك النظام اعتمادا على التردد. هذا يسمح لنا بفهم أفضل لكيفية تصرف النظام بترددات مختلفة وكيف يؤثر على إشارة الدخل.
ثانيا ، بمساعدة مخططات بودي المتصلة ، يمكننا تحليل خصائص النظام مثل الكسب وتحول الطور. يشير الكسب إلى مدى تغيير النظام لسعة إشارة الدخل ، ويشير تحول الطور إلى مدى تحول النظام لمرحلة إشارة الدخل.
يمكننا أيضا استخدام مخططات بودي المتصلة لدراسة استقرار النظام. عند قيم معينة من الكسب وتحول الطور ، قد يصبح النظام غير مستقر ويبدأ في التأرجح تلقائيا. هذا يمكن أن يكون خطيرا ويؤدي إلى نتائج غير متوقعة ، لذلك من المهم تحليل المخططات بودي متصلة واتخاذ التدابير المناسبة لضمان استقرار النظام.
بشكل عام ، فإن نتيجة وتحليل المخططات بودي متصلة في سيمولينك تسمح لنا للحصول على فهم أعمق لسلوك النظام ، وخصائصه والاستقرار. يساعدنا هذا في اتخاذ قرارات أكثر استنارة عند تصميم النظام وتكوينه.
سؤال وجواب
كيف يمكنني إنشاء مخطط يبشر في سيمولينك?
لإنشاء مخطط بود في سيمولينك ، تحتاج إلى إضافة كتلة" مرشح التناظرية " إلى نموذج سيمولينك. بعد ذلك ، تحتاج إلى توصيل هذه الوحدة بمصدر الإشارة وضبط معلمات المرشح.
كيف يمكنني ربط اثنين من المخططات يبشر في سيمولينك?
لربط اثنين من المخططات بود في سيمولينك ، تحتاج إلى إنشاء اثنين من المخططات بود منفصلة ، كل منها يعرض أجزاء مختلفة من النظام. بعد ذلك ، تحتاج إلى دمج هذين المخططين باستخدام كتلة "الاتصال" أو "قطع الاتصال" في الرابط المتزامن.
كيف يمكنني إعداد المعلمات من الرسم البياني يبشر في سيمولينك?
لتكوين معلمات مخطط بود في سيمولينك ، حدد كتلة" مرشح التناظرية " على الرسم البياني وفتح المعلمات. بعد ذلك ، يمكنك تغيير معلمات المرشح مثل تردد القطع والسعة وتحول الطور.
هل من الممكن إنشاء مخططات بودي متعددة لإشارات مختلفة في سيمولينك?
نعم ، يمكنك إنشاء مخططات بودي متعددة لإشارات مختلفة في سيمولينك. للقيام بذلك ، تحتاج إلى إضافة عدة كتل "مرشح التناظرية" إلى نموذج سيمولينك وتكوين المعلمات الخاصة بهم لكل إشارة على حدة.