نرم افزار متلب را دانلود کرده ایم و قصد نصب آن روی ویندوز را داریم. اما هر بار که روی آیکون setup.exe دابل کلیک می کنیم, با خطای زیر مواجه میشویم:
don’t find appropriate setup.exe file
یا
Invalid disk Cannot find appropriate setup.exe file
فرقی نمی کند دابل کلیک کنیم یا از طریق Run as Administrator خواسته باشیم setup.exe را اجرا کنیم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
راه های رفع خطای don’t find appropriate setup.exe file
چند عامل باعث بوجود آمدن چنین خطایی میشود.
ابتدا بررسی کنید حجم فایلهای دانلودی کاملا مطابق با حجم اعلام شده از سایت مربوطه است.
از آخرین ورژن نرم افزار winrar برای اکسترکت کردن فایلهای فشرده استفاده کنید.
اگر باز هم با خطای don’t find appropriate setup.exe file مواجه میشوید, این پیغام را ببندید و مراحل زیر را انجام دهید:
دکمه Win+R رو با هم روی کیبورد بزنید. و کلمه regedit را تایپ و اینتر کنید.
پوشه HKEY_LOCAL_MACHINE رو انتخاب کنید و به ترتیب زیر پیش بروید:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Image File Execution Options\Setup.exe
از پنجره سمت راست کلید Debugger را دابل کلیک و باز کنید.
مقدار Value data را کاملا خالی و حذف کنید و OK بزنید.
نکته: اگر در مسیر فوق Setup.exe وجود نداشت از پنجره regedit کلمه setup.exe را جستجو کنید و مقدار debugger را چک کنید.
اگر باز هم با خطای don’t find appropriate setup.exe file مواجه میشوید, تنها نکته زیر را بررسی کنید و قطعا مشکل رفع خواهد شد.
نرم افزار متلب نباید در یک مسیر فارسی قرار بگیرد.
جمله بالا را قرمز کردیم تا دقت بیشتری کنید. بطور مثال اگر پوشه نرم افزار متلب در مسیر زیر باشد, با خطا مواجه خواهید شد:
D:/نرم افزار/Matlab software/$
برای حل مشکل باید نام پوشه “نرم افزار” را به معادل لاتین تغییر دهید. مثل:
D:/Softs/Matlab software/$
تجربیات خودتان را در قسمت دیدگاه های همین پست برای دیگران به اشتراک بگذارید.
قدرت توسط تغيير ساختار صنايع و بازگشايي آن به روي رقباي خصوصي، مطرح شده است. اين گرايش جهاني و تغييرات ساختاري مشابه در صنايع ديگر نظير حمل و نقل هوايي و صنايع مخابرات نيز اتفاق افتاده است. نتيجة اصلي اين گونه اصلاحات براي دستيابي به اين هدف خواهد بود که سيستمهاي توليد، انتقال و توزيع بايد هم اکنون خود را با يک سري قوانين جديد که توسط بازار آزاد تعيين ميشود، وفق دهند. به خصوص براي بخش انتقال سازمان برق اين توافق ممکن است به ايجاد يا اصلاح شبکههاي به هم پيوسته بين مناطق و کشورها نيازمند باشد. به علاوه انطباق با الگوهاي توليد جديد، مستلزم تغييراتي خواهد بود و به سيستمهاي انتقالي با قابليت انعطاف و دسترس پذيري بالايي نيازمند خواهد بود. در عين حال تقاضاهاي اضافي دائماً شرکتهاي برق را مجبور ساخته است که بارهاي اضافي را تغذيه کنند، قابليت اطمينان را بهبود ببخشند و انرژي را با کمترين قيمت ممکن و با کيفيت توان بالايي تحويل مشترک دهند. صنعت برق به اين چالشها با تکنولوژي مبتني بر الکترونيک قدرت پاسخ داده است که در اصطلاح به سيستمهاي انتقال ac انعطاف پذير[1] (FACTS) مشهور ميباشند. اين اصطلاح تمام خانوادة کنترل کنندههاي الکترونيک قدرت را پوشش ميدهد که برخي از آنها به توليد صنعتي رسيده اند، در حاليکه بعضي ديگر هنوز در مرحلة طراحي قرار دارند.
انجام پروژه متلب در این زمینه توسط مجریان سایت متلبی
تعريف ارائه شده توسط IEEE براي FACTS در زير آمده است[4]:
” يک سيستم مبتني بر الکترونيک قدرت و ديگر تجهيزات استاتيکي که کنترل يک يا تعداد بيشتري از پارامترهاي سيستم انتقال ac را براي بالا بردن قابليت کنترل و افزايش ظرفيت انتقال توان فراهم ميکند. ”
به طور کلي، کنترل کنندههاي FACTS مي توانند به سه دسته تقسيم شوند :
1. کنترل کنندههاي سري.
2. کنترل کنندههاي موازي.
3. کنترل کنندههاي موازي- سري ترکيب شده.
در ميان کنترل کننده هاي FACTS ، کنترل کنندههاي موازي براي حل بسياري از مشکلات سطوح انتقال تا توزيع قابل استفاده ميباشند. در دهه گذشته اثبات شده است که توسط جبران سازي مقداري مناسب توان يا جريان، ميتوان توان قابل انتقال از ميان خطوط انتقال را افزايش داد و پروفيل ولتاژ در طول خطوط انتقال را کنترل کرد. علاوه بر اين، کنترل کنندههاي موازي ميتوانند پايداري گذرا را بهبود ببخشند و نوسانات توان پس از رخ دادن خطا را ميرا کنند. با استفاده از يک مبدل قدرت سرعت بالا، کنترل کنندة موازي ميتواند مشکلات فليکر ايجاد شده توسط کورههاي قوس الکتريکي را بيشتر کاهش دهد و يا حتي حذف کند.
2-2 کنترل کنندههاي موازي
در يك سيستم قدرت ac، توان الكتريكي قابل انتقال به پروفيل ولتاژ خط تحت حالت ماندگار و شرايط ديناميكي در محدودة وسيعي از پيامدهاي شبكه وابسته است. پروفيل ولتاژ در طول خط را ميتوان به صورت موثري با كنترل پخش توان راكتيو در خط كنترل كرد. پروژه متلب با متلبی.
راكتورها و خازنهاي سوييچ شونده به صورت مكانيكي يا ثابت (سوئیچ الکتریکی)، روشهايي هستند كه بيشتر براي افزايش توان حالت ماندگار خطوط استفاده ميشوند. راكتورها در طول خطوط به صورت موازي نصب ميشوند و خازنهاي بزرگ هم به صورت سري يا موازي متصل ميشوند. با توسعة ادوات نيمه هادي توان بالا مانند تريستور به همراه كنترلهاي الكترونيكي، ادوات جديدي به وجود آمدند كه كنترل توان راكتيو را به صورت پيوسته فراهم كردند. جبرانسازهاي سري قابل كنترل با تريستور[2](TCSC) مي توانند مقدار جبرانسازي سري خطوط انتقال را كنترل كنند و جبرانسازهاي استاتيكي توان راكتيو[3](SVC) ميتوانند مقدار توان راكتيو تزريقي به سيستم انتقال و يا جذب شده از آن را كنترل كنند. در طول دهة گذشته به صورت قانع كنندهاي اثبات شد كه با استفاده از كنترل پيوسته و سريعي كه توسط تكنولوژي نيمههادي بهوجود آمده، ميتوان پايداري ديناميكي و پايداري گذراي سيستم قدرت را بهبود بخشيد و فروپاشي ولتاژ را حذف كرد[5]. گسترش تريستورهايي كه توان نامي قابل تحمل آنها نسبت به تريستورهاي مرسوم بيشتر است باعث ايجاد مبدلهاي خود كموتاسيون به عنوان منابع توان راكتيو شده است. اين تكنولوژي جديد باعث به وجود آمدن تجهيزاتي شده است كه اساساً نسبت به جبرانساز استاتيكي توان راكتيو(SVC) كه با تريستور كنترل مي شود، متفاوت است. اين وسيلة جديد جبرانساز سنكرون استاتيكي[4] (STATCOM) ناميده ميشود. اين نوع از جبرانسازها مزاياي فني بيشتري نسبت به SVC دارند.
به طور کلي همة کنترل کنندههاي موازي، جريان اضافي را به سيستم در نقطة اتصال مشترک[5] (PCC) تزريق ميکنند. امپدانس کنترل کنندة موازي که به ولتاژ خط وصل شده است، باعث عبور يک جريان متغير ميشود و از اين رو نمايندة تزريق جريان به خط ميباشد. تا زمانيکه جريان تزريق شده با ولتاژ خط همفاز باشد، کنترل کنندة موازي تنها مصرف کننده يا توليد کنندة توان راکتيو ميباشد.
در سيستم قدرت کنترل توان اکتيو تقريباً معادل با کنترل فرکانس و کنترل توان راکتيو تقريباً معادل با کنترل ولتاژ ميباشد. بنابراين يکي از موثرترين روشهاي تنظيم ولتاژ، کنترل توان راکتيو ميباشد و با تزريق توان راکتيو ميتوان از تغييرات ولتاژ جلوگيري نموده و تداوم عملکرد صحيح تجهيزات را فراهم نمود.
بيشتر اجزاي سيستم، توان راکتيو نياز دارند و براي تامين آن يا بايد توان راکتيو از شبکه گرفته شود و يا در محل مورد نظر توليد شود. امروزه به دلايلي چندکنترل توان راکتيو بيشتر مورد توجه قرار گرفته است :
1. گران شدن هزينه نصب تجهيزات جديد و حداکثر بهره برداري از تاسيسات موجود
2. بهره برداري بهينه از سيستم قدرت
3. به وجود آمدن انواع جديدي از جبران کنندههاي استاتيکي قابل کنترل
کنترل سطوح ولتاژ از طريق کنترل توليد، جذب و جريان توان راکتيو در تمام سطوح در سيستم عملي است.
هدف نهايي از کاربرد جبرانسازي موازي راکتيو در يک سيستم انتقال، افزايش ظرفيت توان قابل انتقال از ژنراتور به سمت بار ميباشد که به منظور بهبود مشخصههاي انتقال حالت دائمي و نيز پايداري سيستم مورد نياز ميباشد.
به طور کلي کنترل کنندههاي موازي شامل دو گروه ميباشند:
1. جبران کنندة استاتيکي توان راکتيو (SVC)
2. جبران کنندة سنکرون استاتيکي (STATCOM).
در ادامه ابتدا مشخصات SVC ، انواع آن و براي نمونه اصول کار TCR[6] توضيح داده ميشود. سپس مشخصات STATCOM ارائه ميشود و به محاسن آن نسبت به SVC اشاره ميشود.
2-3 جبران کنندۀ استاتيکي توان راکتيو (SVC)[6]
2-3-1 مشخصات جبران كنندههاي استاتيك
شکل (2-1) يک جبران کنندة استاتيک ايده آل را نشان ميدهد. يک جبران کنندة ايدهآل وسيلهاي است که قادر است توان راکتيو خود را بطور پيوسته تنظيم نموده و پاسخ آن سريع و بدون تاخير باشد و در يک رنج نامحدود (پس فاز و پيش فاز) عمل نمايد.
P
Image may be NSFW. Clik here to view.
Image may be NSFW. Clik here to view.
پس فاز
Q
پيش فاز
شکل 2-1: الف-شماتيك جبران كننده استاتيك
ب- مشخصۀ جبران كننده ايده آل]3[
2-3-2 انواع SVC
يک SVC شامل توليدکننده استاتيکي توان راکتيو يا وسايل جذب کننده و يک وسيله مناسب کنترلي است. يک سيستم استاتيکي توان راکتيو اجتماعي از SVC ها و خازنهاي قابل کليدزني مکانيکي است که خروجيهاي آنها هماهنگ شده است.
انواع اصلي عناصر کنترل توان راکتيو که تمام يا بخشي از هر سيستم استاتيکي توان راکتيو را تشکيل ميدهند، مطابق فهرست زير است:
در عمل براي جبران سازي سيستم از تعداد متنوعي از ترکيبات SVC شامل ترکيبي از يک يا تعداد بيشتري از انواع اصلي SVC و مجموعههاي خازن ثابت [11](FC) استفاده ميشود.
براي رسيدن به مشخصه ذکر شده در شکل (2-1- ب) يکي از بهترين جبران کنندههاي توان راکتيو، جبران کنندة راکتور قابل کنترل به وسيله تريستور همراه با خازن ثابت (TCR & FC) ميباشد که در شکل (2-2) آورده شده است. افزودن يک خازن ثابت به راکتور قابل کنترل به وسيلة تريستور باعث ميشود که علاوه بر داشتن سرعت پاسخ خوب بتوانيم در يک محدودة پيشفاز و پسفاز عمل کنيم و منحني عملکردي مطابق با شکل (2-3) داشته باشيم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-2 : جبران کنندة راکتور قابل کنترل به وسيلۀ تريستور همراه با خازن ثابت
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-3 : مشخصههاي تركيبي SVC
براي عملکرد صحيح SVC، سطح ولتاژ، اندازه گيري شده و با يک ولتاژ مرجع مقايسه ميگردد و آنگاه خطاي حاصل در جهت کنترل مورد استفاده قرار ميگيرد. همچنين ميتوان از سيگنالهاي اضافي ديگري جهت بهبود پاسخ سيستم کنترل استفاده نمود.
2-3-3 راکتور قابل کنترل بوسيلۀ تريستور (TCR)
عنصر اصلي TCR راکتوري است که بطور سري به يک کليد دو طرفه تريستوري مطابق با شکل (2-4- الف) متصل است.
Image may be NSFW. Clik here to view.I
V
شکل 2-4 : الف- عناصر اصلي TCR
تريستورها بسته به زاويه آتش Image may be NSFW. Clik here to view. (که از لحظه عبور از صفر ولتاژ، اندازه گيري ميشود) در هر نيمسيکل در ميان فرکانس منبع هدايت ميکنند. هدايت کامل با زاويه آتش 90 درجه بدست ميآيد. جريان عملاً راکتيو و سينوسي است. هدايت جزئي[12] با زاويه آتش بين 90 تا 180 درجه بصورت ایدهآل مطابق با شکل (2-4-ب) بدست ميآيد. زواياي آتش بين 0 تا 90 درجه مجاز نيست، زيرا که آنها جريانهاي نامتقارن با مولفه جريان مستقيم توليد ميکنند.
Image may be NSFW. Clik here to view.Image may be NSFW. Clik here to view.Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-4 : ب- شكل موج جريان TCR
فرض کنيد که زاويه هدايت Image may be NSFW. Clik here to view. بصورت زير با Image may be NSFW. Clik here to view. مرتبط باشد:
(2-1)
Image may be NSFW. Clik here to view.
در اين صورت جريان لحظه اي I بصورت زير خواهد بود:
(2-2)
Image may be NSFW. Clik here to view.
تحليل فوريه شکل موج جريان، مولفه اصلي زير را نتيجه ميدهد:
(2-3)
Image may be NSFW. Clik here to view.
که Iو V مقادير موثر و راکتانس Image may be NSFW. Clik here to view. در فرکانس اصلي است. تاثير افزايش Image may be NSFW. Clik here to view. (کاهشImage may be NSFW. Clik here to view.) کاهش مولفه اصلي است. اين موضوع معادل با افزايش اندوکتانس موثر است. در عمل و تا آنجا که مولفه جريان فرکانس اصلي مدنظر است،TCR يک سوسپتانس قابل کنترل است. سوسپتانس موثر،تابعي از زاويه آتش Image may be NSFW. Clik here to view. است.
(2-4)
Image may be NSFW. Clik here to view.
مقدار حداکثر سوسپتانس موثر در هدايت کامل (0=Image may be NSFW. Clik here to view.90) مساوي با Image may be NSFW. Clik here to view. است و حداقل مقدار آن صفر است که با (0=Image may be NSFW. Clik here to view.180) بدست ميآيد.\
شکل (2-4-ب)تغييرات شکل موج جريان را در اثر تغييرات زاويه آتش نمايش ميدهد. افزايش زاوية آتش(کاهش زاوية هدايت)، هر چند باعث کاهش تلفات توان راکتيو ميشود اما سبب ميگردد که شکل موج جريان به ميزان بيشتري از حالت سينوسي خارج گردد. به عبارت ديگر TCR هارمونيک بيشتري توليد ميکند. اگر زاويههاي آتش متعادل باشند (يعني براي هر دو تريستور يکسان باشند)، تمامي هارمونيکهاي ايجاد شده فرد ميباشند و مقدار موثر مولفه n ام هارمونيک از رابطه زير بدست ميآيد:
(1-5)
Image may be NSFW. Clik here to view.
در سيستم سهفاز ترجيحاً سهTCR به صورت مثلث بسته ميشوند. در اين حالت وقتي سيستم متقارن باشد تمامي هارمونيکهاي سوم در مثلث بسته به گردش در ميآيند و از جريانهاي خط حذف ميگردند و نسبت به حالت ستاره جریان کمتری از TCRها میگذرد. در TCR اين مساله اهميت دارد که مطمئن باشيم زاويه هدايت در دو تريستور يکسان است. نامساوي بودن زاويه هدايت باعث توليد مولفههاي هارمونيک زوج و مولفه dc در جريان ميگردد. براي حذف ساير هارمونيکهاي ايجاد شده توسط TCR معمولاً از فيلتر استفاده ميشود. اما روش ديگر حذف هارمونيکهاي مرتبه 5و7 اين است که TCR را به دو قسمت کرده، به گونهاي که هر دو قسمت از ثانويه هاي يک ترانسفورمر کاهنده، که مطابق شکل (2-5) يکي از ثانويهها داراي اتصال ستاره و ديگري داراي اتصال مثلث ميباشد، تغذيه شوند.
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-5 : آرايش TCR با ترانسفورمر شامل دو ثانويه با ترتيب 12 پالس [3]
به اين ترتيب يک جابجايي فاز 30 درجه، بين جريانها و ولتاژهاي دو TCR به وجود آمده و هارمونيکهاي مرتبه 5و7 را از جريان خط در طرف اوليه ترانسفورمر حذف مينمايد. اين ترتيب قرارگرفتن TCR، به آرايش 12 پالس معروف است زيرا در هر پريود 12 تريستور تريگر ميشوند. در آرايش 12 پالس پايينترين مولفه مشخص هارمونيک مرتبه 11 و 13 است. بنابراين بدون فيلتر 5 و 7 به کار ميرود. براي هارمونيکهاي مرتبه بالاتر، اغلب اتصال يک خازن به طرف فشار ضعيف ترانسفورمر کاهنده کفايت ميکند.
2-3-5 سوابق و کاربردها
از زمان اولين کاربرد در اواخر دهة 1970 ميلادي، استفاده از SVC ها در سيستمهاي انتقال به طور پيوسته در حال افزايش بوده است. به علت توانايي آن ها در تامين و کنترل سريع و پيوسته توان راکتيو و ولتاژ،SVC ها ميتوانند چندين جنبه عملکرد سيستم انتقال را تقويت کنند. کاربردهاي SVC شامل موارد زير است:
1. کنترل اضافه ولتاژهاي موقتي (فرکانس اصلي توان)
2. جلوگيري از فروپاشي ولتاژ
3. افزايش پايداري گذرا
4. افزايش ميرايي نوسانهاي سيستم
در سطوح سيستم زير انتقال و توزيع، از SVC ها براي متعادل کردن سه فاز سيستمهايي که بارهاي نامتعادل را تامين ميکنند، استفاده ميشود. همچنين از آنها براي حداقلسازي نوسان ولتاژ که در اثر ضربههاي مکرر بارهايي از قبيل ماشين حفاري در معادن، نورد و کوره هاي قوسي ايجاد
ميشود، بهره گرفته ميشود.
معايب SVC كه در مرجع [7] به بعضي از آنها اشاره شده است عبارتند از:
الف) بانكهاي خازني ac شامل واحدهاي خازني موازي ميباشند؛ بنابراين محافظت ويژه در بين گروههاي خازني بايد اعمال شود تا از جداسازي مناسب در مواقع ايجاد تخلية الكتريكي خارجي بين آنها اطمينان حاصل شود.
ب) به خاطر اندازة فيزيكي و ملاحظات ديگر، بانكهاي خازني و سلفي در فضاي آزاد نصب شدهاند. سيستم ايزولاسيون آنها بايد شرايط محيطي نامساعد را تحمل كند.
پ) FC به سمت فركانسهاي تشديد پاييني سيستم ميل ميكند (تشدید زیر سنکرون).
ت) SVC توان راکتيو قابل کنترل را به وسيلة وارد يا خارج کردن همزمان راکتور يا بانکهاي خازني، جذب يا توليد ميکند. در نتيجه SVC در پاسخ به مشکلات گذراي سريع بسيار کند ميباشد. به علاوه، توان راکتيو جبران شده به پارامترهاي سيستم وابسته شده است. مثلاً ظرفيت جبران کننده TSC به طور غير مستقيم با مجذور ولتاژ خط متناسب است[7]
ث)به خاطر دلايل (الف) و (ب)، جبرانسازهاي استاتيكي توان راكتيو مرسوم، يك سيستم واقعاً بزرگ با تجهيزات مورد نياز بسيار گران را تشكيل ميدهند. اين موضوع ممكن است كاربرد آنها را در مناطق پرجمعيت كه محدوديتهاي فضايي و محيطي شديدي وجود دارد، محدود كند.
با استفاده از توانايي خاموش شدن وسايل نيمه هادي، سوييچ زني مبدلهاي قدرت قادر است در فرکانس سوييچ زني بالايي انجام شود و يک پاسخ سريعتري را فراهم کند. اين قضيه باعث شده است که مبدلهاي منبع ولتاژ[13] (VSC) و منبع جريان[14](CSC) بخش مهمي را در کنترل کنندههاي FACTS عهدهدار باشند[7].
2-4 D-STATCOM
D-STATCOM اولين کنترل کنندة موازي بر اساس مبدل قدرت ميباشد. ايدة اصلي STATCOM D-توسط آقاي گايوگي[15] در سال 1976 ارائه شد. به جاي استخراج مستقيم توان راکتيو از اجزاي ذخيرهکنندة انرژي، D-STATCOM اساساً توان را با شبکة متصل شده به گردش در ميآورد. بنابراين اجزاي راکتيو استفاده شده در D-STATCOM ، ميتواند بسيار کوچکتر از اجزاي SVC باشد. در سال 1995 اولين D-STATCOM با قدرت در ايستگاه فرعي “ساليوان[16]” متعلق به “سازمان دره تنسي”(TVA) در شمال شرقي ايالت تنسي ايالات متحده نصب شده است. پروژه با حمايت مشترك انستيتو تحقيقات صنعت برق (EPRI) و TVA انجام شد و توسط شركت برق وستينگهاوس طراحي و ساخته شد.TVA وابسته به دولت فدرال است و به عنوان يك واحد خدماتي بزرگ داراي ظرفيت توليد نصب شدة بيش از 30 هزار مگاوات است كه از طريق 16000 مايل (25806 كيلومتر) خط انتقال، توان الكتريكي را براي شركتهاي خدماتي ديگر و مشتركان صنعتي در هفت ايالت تامين ميكند.
برق شمال شرقي ايالت تنسي توسط پست “ساليوان” در نزديكي شهر”جانسون” تامين ميشود. پست “ساليوان” توسط شبكة قدرت حجيم 500 كيلوولت و چهار خط 161 كيلوولت تغذيه ميشود. فيدر 500 كيلوولت پست “ساليوان” 55 درصد از پيك بار زمستاني 900 مگاواتي را تامين ميكند. هفت شركت توزيعكنندة و يك مشترك بزرگ صنعتي از اين پست تغذيه ميشوند[8]. D-DSTATCOM نصب شده در اين واحد بيشتر براي تنظيم باس kV161 در طول دورة بار روزانه براي کاهش عملکرد تپ چنجر يک ترانسفورماتور 1.2GVA-161kV/500kV استفاده شده است. مبدل قدرت 48 پالسه اين D-STATCOM شامل 8 مبدل VSC دو سطحي به همراه مدارهاي مغناطيسي مشترک پيچيده ميباشد. به خاطر اينکه اين مبدل يک مبدل VSC دو سطحي است، از اتصال سري 5 تريستور با گيت خاموش کننده[17](GTO) به عنوان يک سوييچ اصلي استفاده شده است. طرح کنترلي استفاده شده در اين D-STATCOM يك پله كان 60 هرتزي مي باشد. به علت سرعت پايين كليدزني GTOها، زواياي آتش شكل موج خروجي ثابت هستند؛ بنابراين دامنة هر شكل موج خروجي به وسيلة مبادلة توان اكتيو خازن لينك dc با شبكة قدرت كنترل ميشود. در ادامه اين فصل ابتدا قواعد اصلي و اصول كار D-STATCOM توضيح داده ميشود و سپس مزاياي D-STATCOM نسبت به SVC بيان ميشود.
DSTATCOM يك معادل الكترونيكي براي كندانسور سنكرون ميباشد. مدار معادل و دياگرام فازي كندانسور سنكرون در شكل (2-6) نشان داده شده است. با تغيير دامنة تحريك(يا جريان ميدان)، ميتوان هم مقدار و هم جهت توان راكتيو توليد شده توسط كندانسور سنكرون را تغيير داد. به اين صورت كه اگر جريان تحريك تا جايي كه دامنة ولتاژ كندانسور سنكرون بيشتر از ولتاژ معادل سيستم ac شود(E>U)، افزايش داده شود، جريان از ميان راكتانس سنكرون و مقاومت سيم پيچي كندانسور سنكرون به سمت سيستم ac جاري ميشود و كندانسور سنكرون توان راكتيو را براي سيستم ac توليد ميكند(خازني).
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-6 : مدار معادل و دياگرام فازي كندانسور سنكرون[7]
اگر جريان تحريك تا حدي كاهش داده شود كه ولتاژ كندانسور سنكرون از ولتاژ سيستم ac كمتر شود(E<U)، بنابراين جريان از ميان راكتانس و مقاومت سيستم ac به سمت كندانسور سنكرون جاري ميشود و كندانسور سنكرون توان راكتيو را از سيستم ac جذب ميكند(سلفي). اگر دامنة ولتاژ كندانسور سنكرون برابر با ولتاژ معادل سيستم ac باشد(E=U)، تبادل توان راكتيو برابر صفر ميباشد.
اگر مقاومت استاتور(R) از راكتانس سنكرون(Xs) خيلي كوچكتر باشد، زاوية Image may be NSFW. Clik here to view. بسيار كوچك ميشود و و در اصل همفاز ميشوند. عمدة پخش توان در ماشين سنكرون براي غلبه بر تلفات ماشين ميباشد.
2-4-2 اصول عمليات DSTATCOM
DSTATCOM مدل حالت استوار مبدل قدرت SVC مي باشد. مفهوم DSTATCOM توسط گايوگي در سال 1976 پيشنهاد شده است. در كاربرد به عنوان يك SVC موازي متصل شده، ميتوان جريان خروجي سلفي يا خازني را به صورت مستقل از ولتاژ باسac متصل شده به آن كنترل كرد. به علت مشخصات كليدزني سريع مبدلهاي قدرت، DSTATCOM پاسخ سريعتري نسبت به SVC فراهم ميكند. همچنين DSTATCOM حاشية پايداري ولتاژ و دامنة ولتاژ را در گرههاي مجاور بهبود ميبخشد[10]. در مجموع، در صورت تغييرات سريع در ولتاژ سيستم، ولتاژ خازن نميتواند به صورت آني تغيير كند؛ بنابراينDSTATCOM به صورت موثر براي دستيابي به پاسخ مطلوب واكنش نشان ميدهد. براي مثال، اگر ولتاژ سيستم به هر دليلي افت كند، تمايل DSTATCOM به تزريق قدرت خازني براي تقويت ولتاژهاي پايين آمده وجود دارد.
به طور فرض، مبدل قدرت به كار رفته در DSTATCOM مي تواند هر دوي مبدل منبع ولتاژ (VSC) و مبدل منبع جريان (CSC) باشد. به هر حال، در عمل VSC ترجيح داده ميشود زيرا وسايل نيمه هادي قدرت در CSCها بايد قابليت بلوك كردن ولتاژ در دو جهت را داشته باشند. براي دستيابي به اين نوع مشخصة سوييچ زني، يك ديود اضافي بايد به صورت سري با يك سوييچ نيمههادي مرسوم قرار بگيرد، وگرنه ساختار فيزيكي نيمههادي بايد اصلاح شود. VSCها با بازده بهتري نسبت به CSCها ميتوانند كار كنند ، در صورتيكه CSCها در كاربردهاي توان بالا بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرند. با توجه به اينکه مبدلهاي VSC در کاربرد DSTATCOM مرسومتر ميباشند در اين فصل صرفاً به بررسي DSTATCOM هايي كه از مبدلهاي VSC استفاده ميكنند، ميپردازيم. يك VSC مناسب بر اساس ملاحظات زير انتخاب ميشود:
ولتاژ نامي شبكة قدرت، هارمونيك جريان مورد نياز، پيچيدگي سيستم كنترل و غيره.
به طور كلي، سيستم DSTATCOM از سه بخش اصلي تشكيل شده است: يك VSC، يك مجموعه از راكتورهاي اتصال يا يك ترانسفورماتور افزاينده و يك كنترل كننده. در يك سيستم با ولتاژ بسيار بالا، اندوكتانسهاي نشتي ترانسفورماتورهاي افزايندة قدرت را ميتوان به عنوان راكتورهاي اتصال به كار برد. هدف اصلي از راكتورهاي اتصال فيلتر كردن مولفههاي هارمونيكي جريان خروجي ميباشد كه به طور عمده توسط ولتاژ خروجي ضرباني مبدلهاي قدرت توليد ميشود. DSTATCOM به شبكههاي قدرت در نقطة اتصال مشترك[18](PCC) متصل شده است، در جايي كه مسئلة كيفيت ولتاژ مورد توجه قرار داشته باشد. همة ولتاژها و جريانهاي مورد نياز، اندازه گيري شده و به كنترلكننده براي مقايسه با مقادير مرجع تزريق ميشوند. كنترلكننده سپس كنترل فيدبك را انجام ميدهد و يك مجموعه از سيگنالهاي كليد زني را براي تحريك سوييچهاي نيمههادي اصلي مبدل قدرت توليد ميكند. دياگرام تك خطي سيستم DSTATCOM در شكل (2-7) نشان داده شده است. به طور كلي، VSC شامل يك منبع ولتاژ ايده آل به همراه تلفات داخلي ميباشد كه به يك شبكة قدرت ac از طريق راكتورهاي اتصال متصل شده است.
Image may be NSFW. Clik here to view.
مربع خالی مبدل منبع ولتاژ است
شکل 2-7 : دياگرام تك خطي مبدل منبع ولتاژ مستقر در STATCOM [5]
در اصل، مبادلة توان اكتيو و راكتيو بين DSTATCOM و سيستم قدرت را ميتوان به وسيلة تنظيم دامنه و فاز ولتاژ خروجي مبدل تنظيم كرد. در مورد يك مبدل قدرت بدون تلفات، ولتاژ خروجي مبدل طوري كنترل ميشود كه با ولتاژ شبكة قدرت همفاز باشد. در اين مورد هيچ توان اكتيوي در DSTATCOM به گردش در نميآيد؛ بنابراين به يك منبع توان اكتيو نياز نميباشد. براي عملكرد DSTATCOM در حالت خازني يا توليد توان راكتيو (+Q)، دامنة ولتاژ خروجي مبدل بايد بزرگتر از ولتاژ PCC باشد. در مقابل، براي جذب توان راكتيو يا عملكرد DSTATCOM در حالت سلفي(-Q) دامنة ولتاژ خروجي مبدل بايد طوري كنترل شود كه كمتر از ولتاژ سيستم در PCC شود. هر چند در عمل، به خاطر كليدهاي نيمههادي قدرت غيرايدهآل و مولفههاي پسيو، مبدل با تلفات داخلي نيز همراه ميباشد. در نتيجه بدون استفاده از يک روش کنترلي صحيح، ولتاژ خازن براي جبران اين تلفات دشارژ خواهد شد و به صورت پيوسته دامنهاش كاهش مييابد. براي تنظيم كردن ولتاژ خازن، يك اختلاف فاز کوچک بين ولتاژ مبدل و ولتاژ سيستم قدرت ايجاد ميشود. ولتاژ کمي پسفاز مبدل نسبت به ولتاژ PCC باعث ميشود كه توان اكتيو از سيستم قدرت به سمت DSTATCOM جاري شود. در صورتيكه ولتاژ مبدل نسبت به ولتاژ در PCC پيش فاز باشد، توان اكتيو از DSTATCOM به شبكة قدرت، با كنترل ولتاژ مبدل منتقل ميشود. شكل (2-8) دياگرام فازوري ولتاژ PCC، جريان و ولتاژ خروجي مبدل در تمام چهار ناحية صفحة PQ را نشان ميدهد.
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2- 8 : دياگرام فازوري براي مبادلات قدرت در كاربردهاي STATCOM [5]
از شكل (2-7) و شكل (2-8)، توان اكتيو (P) فراهم شده براي DSTATCOM را مي توان از رابطة زير به دست آورد :
(1-6)
Image may be NSFW. Clik here to view.
به طوريكه زاويه فاز بين Vo و Vpcc ميباشد.
به طور مشابه، توان راكتيو تحويل داده شده توسط DSTATCOM از رابطة زير به دست ميآيد :
(1-7)
Image may be NSFW. Clik here to view.
بر اساس معادلة (1-6)، توان اكتيو را ميتوان با تغيير زاوية فاز براي شارژ و دشارژ خازنهاي ذخيرهسازي در STATCOM كنترل كرد. معادلة (1-7) نشان ميدهد كه توان راكتيو به وسيلة تغيير دامنة ولتاژ خروجي STATCOM كنترل ميشود تا بتوان توان راكتيو پيش فاز يا پسفاز را به سيستم تحويل داد.
به خاطر اصول عملياتي، DSTATCOM ميتواند جريان سلفي يا خازني اسمي را حتي زمانيكه ولتاژ سيستم پايين است فراهم كند. اين قضيه يكي از مزاياي بزرگ DSTATCOM در مقابل TSCها يا TCRهاي مرسوم مي باشد كه در آنها جريان ها به صورت خطي با ولتاژ سيستم كاهش مي يابد. يك مقايسة تئوري بين مشخصه هاي V-I حالت دائمي بين يك TSC، يك TCR و يك DSTATCOM در شكل (2-9) نشان داده شده است. نكته اينكه، در هر دو ناحية سلفي و خازني، DSTATCOM همچنين قابليت 20% اضافه بار گذرا را براي يك مدت كوتاه(معمولاً چندين سيكل خط) دارا مي باشد.
ولتاژ سيستم
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-9 : مقايسۀ مشخصه هاي حالت دائمي V-I [9]
براي مثال يك مبدل قدرت 6 پالسه مبتني بر GTO كه يكي از ساده ترين انواع قابل اجراي مبدل قدرت ميباشد به همراه شكلموج ولتاژ خروجي خط به خط آن در شكل (2-10) نشان داده شده است. در عمل، يك شكلموج شبه مربعي مانند اين، هنگامي كه به يك خط انتقال متصل ميشود هارمونيكهاي جريان غيرقابل قبولي را توليد ميكند. در نتيجه يك DSTATCOM عملي، بايد از بعضي از تكنيكها براي كنترل هارمونيكها استفاده كند. روشهايي كه در بسياري از اين مبدلها استفاده ميشود عبارتند از: استفاده از خروجيهاي چند مبدل كه با تغيير فازهاي مناسب با هم تركيب شدهاند تا بتوان شكلموج برآيند تقريباً سينوسي ايجاد كرد[7]، استفاده از روش كليدزني نوع PWM و(يا) استفاده از مبدلهاي چند سطحي براي بهبود هارمونيك ها. در فصلهاي بعد هر دو روش بالا توضيح داده ميشود. در ادامه به مزاياي DSTATCOM نسبت به SVC اشاره خواهد شد.
Image may be NSFW. Clik here to view.
دياگرام فازوري STATCOM
شکل 2-10 : اساس DSTATCOM با يك اينورتر 6 پالسۀ ابتدايي[7]
2-4-3 مقايسۀ ميان DSTATCOM و SVC ]7]
به هر حال اصول اساسي عملكرد DSTATCOM كه با مولد توان راكتيو مبتني بر مبدلهاي قدرت به صورت منبع ولتاژ سنكرون موازي بسته شده، عمل ميكند با SVC كه با راكتورهاي كنترل شده توسط تريستور و خازنهاي سوييچ شده با تريستور به صورت يك ادميتانس راكتيو كنترل شده و موازي بسته شده عمل ميكند، از نظر بنيادي متفاوت است. اين تفاوت بنيادي در عملكرد(منبع ولتاژ در مقابل ادميتانس راكتيو) باعث ميشود كه DSTATCOM در مشخصات عملياتي برتر باشد و كاركرد بهتر و انعطاف پذيري بيشتري نسبت به SVC داشته باشد.در زير مشخصههاي عملياتي و كاركردي هر دو جبرانساز با ذكر دلايل فيزيكي آنها با هم مقايسه شده است.
DSTATCOM در اصل يك منبع ولتاژ متناوب در پشت يك راكتانس اتصال ميباشد كه مشخصههاي V-I وV-Q آن به ترتيب در شكلهاي (2-11-الف) و (2-12-الف) نشان داده شده است. اين شكلها نشان ميدهند كه DSTATCOM ميتواند در محدودة كامل جريان خروجي خود حتي در ولتاژهاي بسيار كم (از نظر تئوري در حد صفر) و نوعاً در حدود 2/0 پريونيت ولتاژ سيستم، كار كند. به عبارت ديگر حداكثر جريان خروجي خازني يا سلفي DSTATCOM ميتواند مستقل از ولتاژ سيستم حفظ شود .
بر عكس DSTATCOM ،SVC كه از خازنها و راكتورهاي سوييچ شونده با تريستور تشكيل شده، در خروجي كامل تبديل به يك ادميتانس خازني ثابت ميشود. بنابراين حداكثر جريان جبرانسازي قابل حصول در SVC به صورت خطي با ولتاژ ac سيستم كاهش مييابد و همانطور كه بهترتيب در شكلهاي (2-11-ب) و (2-12-ب) نشان داده شده، حداكثر توان راكتيو خروجي با مجذور اين ولتاژ كاهش مييابد. بنابراين DSTATCOM از نظر تامين پشتيباني ولتاژ تحت اغتشاشهاي بزرگ سيستم كه در زمان وقوع آنها تغييرات ولتاژ خارج از محدودة عملكرد خطي جبرانساز است، بر SVC برتري دارد. قابليت تامين حداكثر جريان جبرانسازي در ولتاژ كاهش يافته سيستم، DSTATCOM را قادر ميسازد كه در انواع كاربردها همان جبرانسازي ديناميكي يك SVC را كه توان نامي به مراتب بيشتري دارد انجام دهد.
همانطور كه شكلهاي (2-11-الف) و (2-12-الف) نشان ميدهند، DSTATCOM بسته به نيمههادي قدرتي كه در آن به كار رفته ميتواند توان نامي بيشتري هم در محدودة كاري سلفي و خازني داشته باشد.(SVC هيچ روشي براي افزايش توليد توان راكتيو در وضعيت گذرا ندارد، زيرا حداكثر جريان خازني كه ميتواند بكشد دقيقاً با اندازة خازن و مقدار ولتاژ سيستم تعيين ميشود). حداكثر اضافه جريان گذراي قابل حصول DSTATCOM در محدودة خازني با قابليت قطع حداكثر نيمههاديهاي قدرت( مثلاً GTO) مورد استفاده تعيين ميشود.
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-11: مشخصۀ V-I يك STATCOM (الف) و يك SVC (ب)[6]
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-12 : مشخصۀ V-Q يك STATCOM (الف) و يك SVC (ب)[6]
2-4-3-2 پايداري گذرا
توانايي DSTATCOM در حفظ جريان خروجي كامل خازني در ولتاژهاي كم سيستم نيز آن را ثمربخشتر از SVC در اصلاح پايداري گذرا (نوسان اول) مينمايد. موثر بودن DSTATCOM در افزايش توان قابل انتقال در شكل (2-13-الف) نشان داده شده، كه در آن توان انتقال يافتهدر برابر زاويه انتقال براي مدل معمول دوماشينه، در مقادير نامي خازني مختلف كه با حداكثر جريان خروجي خازني مشخص شده است، آمده است. رابطة معادلدر برابر براي SVC به منظور مقايسه در شكل (2-13-ب) نشان داده شده است.
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-13 : توان انتقال يافته در برابر زاويه انتقال يك سيستم دوماشينه با نقطۀمياني مجهز به DSTATCOM(الف) و SVC(ب) كه در توانهاي نامي متفاوتي به دست آمدهاند[6]
ميتوان مشاهده كرد كه DSTATCOM درست مانند SVC تا رسيدن به حداكثر جريان خروجي خازنImage may be NSFW. Clik here to view.، شبيه به يك جبرانساز موازي نقطة مياني ايدهآل با رابطة P در برابر Image may be NSFW. Clik here to view. همانند رابطة Image may be NSFW. Clik here to view. رفتار ميكند. از اين نقطه به بعد DSTATCOM مستقل از افزايش بيشتر زاوية Image may be NSFW. Clik here to view. و تغيير ولتاژ نقطة مياني ناشي از آن (بر خلاف SVC كه به صورت ادميتانس خازني ثابت عمل ميكند) به تامين اين جريان خروجي خازني ادامه ميدهد. در نتيجه، از كاهش سريع توان انتقال يافته P در ناحية Image may be NSFW. Clik here to view. كه مشخصة انتقال توان سيستم جبرانسازي SVC است اجتناب شده و محدودة قابل حصول Image may be NSFW. Clik here to view. كه نمايانگر اصلاح در حد پايداري است، به ميزان قابل توجهي افزايش مييابد.
افزايش حد پايداري قابل حصول در DSTATCOM نسبت به يك SVC كه داراي همان مقدار نامي باشد، به روشني با استفاده از معيارهاي “سطح معادل” در شكلهاي (2-14-الف و ب) نشان داده شده است.
سيستم ساده دو ماشينهاي را در نظر بگيريد كه در نقطة وسط توسط يك DSTATCOM و يك SVC با مقادير نامي توان راكتيو يكسان جبرانسازي شده است.
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل 2-14 : اصلاح پايداري گذرا با استفاده از يك STATCOM(الف) و يا يك SVC(ب)در نقطۀمياني و در يك مقدار توان راكتيو نامي معين[6]
فرض شده است كه سيستم در حاليكه كه توان الكتريكي حالت ماندگار P1 را با زاوية 1Image may be NSFW. Clik here to view. منتقل ميكند در معرض خطايي قرار گيرد كه در طول مدت آن P1 به صفر ميرسد. در طول دورة خطا ماشين طرف توليد كننده شتاب ميگيرد (به دليلي توان ورودي مكانيكي ثابت)، و انرژي جنبشي – كه با سطح سايهدار زير خط ثابت P1 نشان داده شده است- را جذب ميكند، و 1Image may be NSFW. Clik here to view. به cImage may be NSFW. Clik here to view. افزايش مييابد. به اين ترتيب هنگامي كه سيستم اصلي پس از برطرف شدن خطا بازيابي ميشود، توان انتقال يافته به دليل زاوية انتقال بزرگتر cImage may be NSFW. Clik here to view. بسيار بيشتر از P1 ميشود. در نتيجه، ماشين طرف توليد كننده شروع به كاهش شتاب ميكند، اما شتاب بيشتر افزايش مييابد تا اين كه ماشين تمام انرژي جنبشي جذب كرده در مدت خطا را از دست بدهد. انرژي جنبشي بازيافتي با سطح سايهدار بين منحني P1 در برابر Image may be NSFW. Clik here to view. و خط ثابت توان P1 نشان داده شده است. باقيمانده سطح غير سايه دار زير منحني P در برابر Image may be NSFW. Clik here to view. و بالاي خط ثابت توان P1 ، تامين كنندة حد پايداري گذرا است. همانگونه كه ميتوان مشاهده كرد حد پايداري گذراي حاصل شده توسط DSTATCOM به دليل پشتيباني بهتر از نقطة ولتاژ مياني به ميزان قابل توجهي بزرگتر از آن حدي است كه با SVC داراي همان مقدار نامي توان راكتيو قابل حصول است. البته مفهوم اين امر آن است كه اگر جبرانسازي موازي با DSTATCOM انجام شود، توان قابل انتقال بيشتر از وقتي است كه SVC مورد استفاده قرار بگيرد يا در حد پايداري مشابه، توان نامي DSTATCOM ميتواند كمتر از SVC باشد.
2-4-3-3 زمان پاسخ
زمان پاسخ قابل حصول در كنترل حلقه بستة ولتاژ در DSTATCOM به ميزان چشمگيري بهتر از SVC ميباشد. اگر چه تابع تبديل حلقة بستة تنظيم ولتاژ در هر دو جبرانساز را ميتوان با فرمول Image may be NSFW. Clik here to view.بيان كرد ، ولي ثابت زماني Td در تابع انتقال G2 ( كه شاخص ذاتي “تاخير انتقال” در مدارهاي قدرت DSTATCOM و SVC است) براي DSTATCOM تا چند برابر كمتر از SVC است.يعني مقدار آن نوعاً كمتر از 200 تا 350 ميكروثانيه براي DSTATCOM و بين 5/2 تا 5 ميلي ثانيه براي SVC است (بعلت سرعت سوئیچینگ بالاتر کلیدها در DSTATCOM نسبت به SVC).
2-4-3-4 قابليت تبادل توان حقيقي
در كاربردهايي كه نياز به جبرانسازي توان حقيقي دارند، واضح است كه DSTATCOM ميتواند بر خلاف SVC واسطة مناسب ذخيرهسازي انرژي با سيستم ac به منظور تبادل توان حقيقي باشد. يعني اينكه DSTATCOM قادر است توان حقيقي كنترل شده را از يك منبع انرژي(خازن بزرگ، باطري، پيل سوختي و غيره) از طرف ترمينال dc خود كشيده و آن را به صورت توان ac به سيستم تحويل دهد. اين قابليت بالقوه ابزار جديدي را براي جبرانسازي ديناميكي، اصلاح بازدهي سيستم قدرت و عملاً جلوگيري از قطع توان فراهم ميكند.
تبادل توان حقيقي و راكتيو بين DSTATCOM و سيستم ac ميتواند مستقل از يكديگر كنترل شود و هر تركيبي از توليد و جذب توان حقيقي و توليد و جذب توان راكتيو قابل حصول است. بايد توجه كرد كه براي اغتشاشهاي ديناميكي كوتاه مدت يك دستگاه مصرف كنندة انرژي (مثل يك مقاومت سوييچ شونده) ميتواند به صورت موثرتري به جاي دستگاه گرانقيمتتر ذخيرهساز انرژي، همراه با DSTATCOM به منظور جذب توان از سيستم ac به كار رود. با اين طرح ساده، DSTATCOM انرژي را از سيستم ac به ترمينالهاي dc منتقل خواهد كرد و در آنجا هرگاه مقدار انرژي اضافي شناسايي شود(مثلاً با افزايش ولتاژ dc ) توسط دستگاه مصرف كنندة انرژي كه به داخل مدار سوييچ ميشود، تلف خواهد شد.
2-4-3-5 ابعاد فيزيكي و نصب
از ديدگاه نصب فيزيكي، DSTATCOM نهتنها توان راكتيو خروجي(خازني و سلفي) را كنترل ميكند، بلكه آن را در درون خود توليد ميكند و به خازنهاي بزرگ و بانكهاي راكتور و حفاظتهاي مرسوم در SVC ها احتياج ندارد. نتيجة اين امر كاهش چشمگير در ابعاد كلي (در حدود 30 تا 40 درصد) و نيز نيروي انساني و هزينهها ميباشد. ابعاد فيزيكي كوچك DSTATCOM استفاده از آن را در مناطقي كه هزينة زمين در اهميت اول است و يا كاربردهايي كه در اثر تغييرات پيش بيني نشدة سيستم ممكن است جابهجايي تاسيسات الزامآور باشد، مناسب ميسازد.
نشر این پست با ذکر منبع به صورت https://www.matlabi.ir بلامانع است.
انجام پروژه متلب در زمینه ادوات فکس و دی استتکام توسط مجریان متخصص متلبی
در این پست به متلب 2020a پرداخته ایم و در انتهای همین پست میتوانید متلب 2020a را دانلود نمایید.
معرفی متلب
MATLAB محصولی از شرکت MathWorks است.
نرم افزاری قدرتمند در طراحی و محاسبات مهندسی و شبیه سازی با ابزار های خیلی زیاد و متفاوت است.
اولین نسخه نرم افزار متلب در دانشگاه نیومکزیکو و استنفورد در سال ١٩٧٠ برای حل مسائل تئوری ماتریسها، جبر خطی و آنالیز عددی عرضه شد و امروزه صدها هزار کاربر دانشگاهی، آکادمیک، صنعتی و غیره در زمینههای متنوع مهندسی نظیر ریاضیات پیشرفته، جبر خطی، مخابرات و مهندسی سیستم از آن استفاده میکنند.
زبان مشترک در شاخه های مهندسی محاسبات ریاضی است و نرم افزار متلب نیز بسیار در این زمینه کمک کننده است.
نرم افزار متلب در طراحی و آنالیز و بهینه سازی و رسم نمودارهای مختلف در مباحث مهندسی کاربرد فراوان دارد.
متلب کاربری بسیار ساده ای نسبت به فرترن و سی پلاس دارد.
متلب دارای ابزارها و تولباکس های متنوعی در بسیاری از زمینه های مهندسی است و این کار کردن با آن را ساده تر می کند.
متلب نرم افزاری هست که وقتی قرار هست از دستورات زیادی به تکرار استفاده کرد, آنها را میشود به صورت یک تولباکس در متلب جای داد و استفاده کرد.
شرکت متورکز هر سال دو نسخه از متلب را ارائه می کند که در شش ماهه اول با نسخه a و در شش ماهه دوم با نسخه b منتشر می شود.
چه چیزی در متلب 2020a جدید است؟
ویدیویی که شرکت متورکز در ارتباط با متلب 2020a منتشر کرده است:
در زیر به نمونه هایی از آن اشاره خواهیم کرد:
بطور مثال در متلب 2020 میتوان فایل های متنی را با فرمت utf-8 ذخیره کرد.
اشتراک کار خود
از ویرایشگر زنده MATLAB برای ایجاد اسکریپت ها و توابع MATLAB استفاده کنید که کد ، خروجی و متن فرمت شده را در یک نوت بوک قابل اجرا ترکیب می کنند.
اجرای تست ها در ویرایشگر زنده: میتوانید تست ها را مستقیماً از (Live Editor Toolstrip (R2020a اجرا کنید.
ساختن برنامه
طراح برنامه به شما امکان می دهد بدون نیاز به یک توسعه دهنده نرم افزار حرفه ای ، برنامه های حرفه ای ایجاد کنید.
عملکرد uicontextmenu: منوهای زمینه را در برنامه های طراح برنامه و برنامه های مبتنی بر (uifigure (R2020a اضافه و پیکربندی کنید.
عملکرد uitoolbar: اضافه کردن نوارهای ابزارهای سفارشی به برنامه های مبتنی بر (uifigure (R2020a.
ایمپورت و تجزیه و تحلیل داده ها
دسترسی به ، سازماندهی ، تمیز کردن و تجزیه و تحلیل داده ها از منابع مختلف.
وظایف ویرایشگر زنده: داده های پیش پردازش شده تعاملی (R2019b) و جداول و جدول زمانی (R2020a) را با کارهایی که بطور خودکار کد MATLAB تولید می کنند دستکاری کنید.
Image may be NSFW. Clik here to view.
کار راحت تر با داده های بسیار بزرگ در متلب 2020a
زبان و برنامه نویسی
برای نوشتن کد سریعتر ، واضح تر و قابل حفظ تر ، از انواع جدید داده ها و ساختارهای زبانی استفاده کنید.
رمزگذاری پرونده: پشتیبانی بهبود یافته از مجموعه نویسه های غیر ASCII و سازگاری کراس پلتفرم با رمزگذاری پیش فرض UTF-8 برای پرونده های (MATLAB (R2020a
کارایی
MATLAB 2020a کد شما را تقریباً دو برابر سریعتر از چهار سال پیش اجرا می کند. و نیازی به تغییر یک خط از کد شما نیست.
Profiler: با استفاده از نمودارهای شعله (R2020a) عملکرد اجرایی کد خود را بررسی و بهبود دهید.
ویرایشگر زنده: عملکرد بهبود یافته در حلقه ها و نمودارهای متحرک (R2020a).
کنترل سخت افزار
میکروکنترلرهای محبوب مانند Arduino و Raspberry Pi را کنترل کنید ، از وب کم ها تصویر بگیرید و داده های حسگر و تصویر را از هواپیماهای بدون سرنشین بدست آورید.
پشتیبانی از پهپادها: از MATLAB برای کنترل و به دست آوردن داده های حسگر و تصویر از هواپیماهای بدون سرنشین (Ryze Tello (R2020a استفاده کنید.
آردوینو: به داده های باس CAN با استفاده از شیلد باس (MCP2515 CAN (R2020a دسترسی پیدا کنید.
پشتیبانی Raspberry Pi: با سخت افزار Raspberry Pi 4B از (MATLAB (R2020a ارتباط برقرار کنید و یک متلب فانکشن را به عنوان یک مستقل قابل اجرا در (Raspberry Pi (R2018b مستقر کنید.
سرور برنامه وب MATLAB ™
به شما امکان می دهد تا میزبان برنامه های MATLAB® و شبیه سازی Simulink® به عنوان برنامه های وب تعاملی باشید. می توانید با استفاده از Designer App برنامه ها را ایجاد کنید ، آنها را با استفاده از MATLAB Compiler package بصورت یک پکیج ایجاد کنید و آنها را با استفاده از سرور برنامه متلب وب میزبانی کنید.
کاربران نهایی شما بدون نصب نرم افزار اضافی می توانند با استفاده از یک مرورگر به برنامه های وب دسترسی پیدا کرده و آن را اجرا کنند.
سرور برنامه وب MATLAB از ادغام با استانداردهای تأیید هویت مانند OpenID Connect و LDAP پشتیبانی می کند تا بتوانید دسترسی به برنامه های وب خود را کنترل کنید. می توانید چندین برنامه ایجاد شده با استفاده از نسخه های مختلف MATLAB و Simulink را میزبانی و به اشتراک بگذارید.
کامپایلر سیمولینک متلب
Simulink Compiler ™ شما را قادر می سازد تا شبیه سازی های Simulink® را به عنوان اجرایی مستقل به اشتراک بگذارید. می توانید با بسته بندی مدل Simulink کامپایل شده و کد MATLAB® مورد استفاده برای تنظیم ، اجرا و تجزیه و تحلیل شبیه سازی ، اجرایی را بسازید. اجرایی مستقل می توانند برنامه های شبیه سازی کاملی باشند که از گرافیک MATLAB و UI هایی که با طراح برنامه MATLAB طراحی شده اند استفاده می کنند. برای هماهنگی با یک محیط شبیه سازی خارجی ، می توانید باینری های واحد عملکردی مستقل (FMU) تولید کنید که مطابق با استاندارد Interface Mockup Interface (FMI) باشد.
برای فراهم کردن دسترسی مبتنی بر مرورگر به شبیه سازی مستقر خود ، می توانید یک برنامه وب ایجاد کرده و آن را با سرور برنامه App MATLAB host میزبانی کنید. شبیه سازی Simulink را می توان در اجزای نرم افزاری برای ادغام با سایر زبان های برنامه نویسی (با کامپایلر MATLAB SDK pack) قرار داد. استقرار در مقیاس بزرگ به سیستم های سازمانی از طریقMATLAB Server Server پشتیبانی می شود.
برای تولید کد منبع C و C ++ از Simulink ، از Simulink Coder use استفاده کنید.
سیمولینک متلب
انعطاف پذیر شدن پورت ها در سیمولینک متلب, یکی دیگر از ویژگیهای متلب 2020a است. پورت های بلوکهای سیمولینک را میتوان درگ کرد و به هر طرفی که مورد نیاز هست ببرید.
بلوک کنترل موتور
بلوک کنترل موتور بلوک های Simulink را فراهم می کند که به شما امکان می دهد یک مدل موتور دقیق بسازید. بلاک ست همچنین ابزارهایی برای جمع آوری داده ها به طور مستقیم از سخت افزار و محاسبه پارامترهای حرکتی فراهم می کند.
اگر روی ویندوز خود چند نسخه از متلب را نصب دارید, احتمالا با مشکل انتخاب نسخه پیش فرض برای فایلهای متلب برخورده اید.
مثلا ورژن های 2015b , 2018a و 2020b را روی ویندوز خود نصب دارید و فایل های متلب به صورت پیش فرض با متلب 2015 باز می شوند و قصد داریم به صورت پیش فرض فایلهای متلب با متلب 2020b باز شوند.
چندین راهکار عمومی برای این کار وجود دارد, اما یک راه حل عمومی و یک راه حل تخصصی مربوط به متلب را در این پست به اشتراک می گذاریم.
راهکار عمومی انتخاب پیش فرض یک ورژن متلب
روی فایل متلب با پسوندی که مدنظر هست, راست کلیک کنید.
مثلا m file و slx و یا mdl و…
همانند تصویر زیر:
Image may be NSFW. Clik here to view.
همانند تصویر فوق Properties را انتخاب کنید. پنجره ای به شکل زیر ظاهر میشود:
Image may be NSFW. Clik here to view.
روی دکمه Change کلیک کنید. با پنجره زیر مواجه خواهید شد.
Image may be NSFW. Clik here to view.
به تصویر بالا دقت کنید, هم اکنون ام فایل متلب به نرم افزار متلب 2018a بصورت پیش فرض باز میشود. اگر بخواهیم به صورت پیش فرض با متلب 2015b باز شود. از همینجا متلب 2015b را انتخاب می کنیم و OK می کنیم.
اما اگر ورژن دیگری از متلب را نصب دارید و قصد دارید آنرا انتخاب کنید باید More apps را کلیک نمایید.
Image may be NSFW. Clik here to view.
و گزینه Look fore another app on this PC را انتخاب کنید.
فقط کافیست به مسیر نصب ورژن مورد نظر متلب بروید و از پوشه bin فایل matlab.exe را انتخاب نمایید.
سپس ok و بعد apply را کلیک می کنیم.
آموزش فوق بر روی ویندوز 10 تهیه شده ولی در همه ویندوزها مراحل همین هست.
رفع خطای mux blocks used to create bus signals در سیمولینک متلب
در این پست قصد داریم به خطای mux blocks used to create bus signals هنگام اجرای سیمولینک در متلب بپردازیم.
معمولا این خطا به صورت زیر اتفاق می افتد:
Image may be NSFW. Clik here to view.
متن خطا:
The block diagram ‘name simulink’ uses bus signals. However, the ‘Mux blocks used to create bus signals‘ diagnostic in not configured to ‘error’. To prevent modeling errors
برای رفع این ارور, همانطور که سیمولینک باز هست. از منوی بالا گزینه Simulation و سپس Model Configuration Parameters را انتخاب نمایید. میتوان از کلید های ترکیبی Ctrl+E نیز استفاده نمود.
Image may be NSFW. Clik here to view.
پنجره ای باز میشود که از منوی سمت چپ آن باید روی Diagnostic و سپس Connectivity کلیک کرد.
حالا به تصویر زیر نگاه کنید:
Image may be NSFW. Clik here to view.
از نوار کشویی که در تصویر بالا مشخص هست, گزینه error را انتخاب و سپس apply و ok کنید.
امیدواریم این پست در اجرای سیمولینک متلب و مواجه شدن با ارور mux blocks used to create bus signals کمکتون کرده باشه.
میتونید تجربه خودتونو در بخش دیدگاه های همین پست با ما و دوستانتون به اشتراک بگذارید.
در این پست قرار هست هر آنچه در متلب 2020b جدید هست معرفی کنیم و در آخر این پست متلب 2020b را جهت دانلود قرار دهیم.
متلب چیست؟
متلب یا MATLAB نرم افزار مهندسی و محصولی از شرکت متورکز است.
نرم افزاری توانمند در طراحی و محاسبات مسائل مهندسی و شبیه سازی با ابزار های خیلی زیاد و متفاوت است.
اولین نسخه نرم افزار متلب در دانشگاه نیومکزیکو و استنفورد در سال ١٩٧٠ برای حل مسائل تئوری ماتریسها، جبر خطی و آنالیز عددی عرضه شد و امروزه صدها هزار کاربر دانشگاهی، آکادمیک، صنعتی و غیره در زمینههای متنوع مهندسی نظیر ریاضیات پیشرفته، جبر خطی، مخابرات و مهندسی سیستم از آن استفاده میکنند.
در تمام رشته های مهندسی روابط ریاضی مشترکی وجود دارد که نیل به استفاده از یک نرم افزار پیشرفته مهندسی را می طلبد.
نرم افزار متلب در طراحی و آنالیز و بهینه سازی و رسم نمودارهای مختلف در مباحث مهندسی کاربرد بسیار دارد.
متلب بر خلاف آنچه تصور میشود کاربری ساده تری نسبت به نرم افزارهای دیگر مثل فرترن و… دارد.
نرم افزار متلب به لطف داشتن ابزارها و تولباکس ها و محیط های مختلف از جمله ام فایل نوسی و سیمولینک و… کار را بسیار راحت کرده است.
متلب نرم افزاری هست که وقتی قرار هست از دستورات زیادی به تکرار استفاده کرد, آنها را میشود به صورت یک تولباکس در متلب جای داد و استفاده کرد.
شرکت متورکز هر سال دو نسخه از متلب را ارائه می کند که در شش ماهه اول با نسخه a و در شش ماهه دوم با نسخه b منتشر می شود. چه چیزی در متلب 2020b جدید است؟
ویدیویی که شرکت متورکز در ارتباط با متلب 2020b منتشر کرده است:
تیم حرفه ای متورکز اینبار با تغییرات عمده در ورژن 2020b ظاهر شده اند. چندین ابزار جدید و آپدیت های کاربردی در این ورژن از متلب بسیار نمایان است.
ابزارهای زیر به تازگی به متلب اضافه شده اند:
Deep Learning HDL Toolbox : نمونه برداری و استقرار شبکه های یادگیری عمیق در FPGA ها و SoC ها
Lidar Toolbox : طراحی ، تحلیل و آزمایش سیستم های پردازش لیدار
RoadRunner Scene Builder : از نقشه های HD به طور خودکار مدل های جاده سه بعدی تولید کنید.
UAV Toolbox : برنامه های پهپاد را طراحی ، شبیه سازی و استقرار دهید.
همچنین ماژورهای زیر نیز آپدیت شده اند:
MATLAB Graphics : از نمودارهای جدید ازدحامی و چارتی استفاده کنید و نمودارها را با گزینه های جدید برای عناوین ، برچسب ها و محدوده های محور سفارشی کنید.
MATLAB App Building : برنامه های مختلف رو میشه ادغام کرد و با آیکون های جدید و… اپ های سفارشی بسازید.
GPU Coder : شبیه سازی و استقرار مدل های Simulink در NVIDIA® GPUs Mapping Toolbox – ساخت نمایشگرهای نقشه سه بعدی با نقشه های اصلی و تبدیل داده های جغرافیایی بین سیستم های مرجع مختصات
Model Predictive Control Toolbox : شبیه سازی و تولید کد برای کنترل کننده های MPC با حل کننده های FORCES PRO که توسط Embotech تهیه شده است.
Optimization Toolbox : با استفاده از یک کار ویرایشگر Live مشکلات بهینه سازی را حل کنید. اعمال تمایز خودکار به عبارات غیرخطی (جهت آشنایی بهتر ویدیو بالا را مشاهده نمایید)
RF Blockset : مدل آنتن فرستنده و گیرنده، شامل امپدانس وابسته به فرکانس و الگوی تشعشع میدان دور
RF Toolbox : گیرنده های RF را با استفاده از تحلیل تعادل هارمونیکی غیرخطی در برنامه RF Budget Analyzer طراحی کنید.
Sensor Fusion and Tracking Toolbox : طراحی ، شبیه سازی و تست سیستم های ردیابی (ترکینگ) و موقعیت یابی چند سنسور در برنامه های خودمختار و نظارت
در زیر فقط به صورت فهرست وار مابقی ماژول هایی که در متلب 2020b آپدیت شده اند را ذکر می کنیم:
شرکت متورکز برای افرادی که متلب 2020b را به صورت قانونی از سایت خودشون خریداری کنند, نسخه آنلاین یا همان Live متلب را در اختیار مشتری قرار میدهد. این اولین بار هست که این امکان فراهم شده تا بدون دانلود و نصب متلب میتوان با رفتن به پنل کاربری مربوطه از متلب استفاده نمود.
متورکز فضای 5گیگابایتی را جهت ذخیره سازی و اشتراک گذاری فایلهای پروژه ها برای هر کاربر در نظر گرفته است.
برای استفاده از این امکان باید به لینک زیر رفت:
https://matlab.mathworks.com
سپس لایسنس اورجینالی که مربوط به اکانت و ایمیل شماست رو وارد کنید و از متلب آنلاین استفاده نمایید.
مورد جالب دیگر در متلب 2020b سیمولینک چک هست. متلب میتونه یکسری اطلاعات در مورد سیمولینک متلب به کاربر ارائه بده که در آنالیز و طراحی سیمولینک کارایی بسزایی دارد.
متلب برنامه ای هست که در طی تحلیل و اجرای برنامه بر اساس مقدار دیتای مورد محاسبه رم سیستم را درگیر می کند.
در این پست قصد داریم راهکارهای متفاوتی را برای رفع خطای خارج شدن از حافظه, بررسی کنیم و به آن بپردازیم.
مهم نیست که چگونه با این خطا مواجه شده اید, ما بهینه کردن برنامه و سیستم را برای گذر از این خطای Out of Memory توضیح می دهیم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
چه زمانی خطای Out of Memory رخ می دهد؟
متلب بسیار هوشمند است و برای مواقعی که محاسبات بیشتر از مقدار 100درصدی حافظه یا همان Ram سیستم هست با نمایش خطای Out of Memory کاربر را مطلع می سازد. از این رو کاربر متوجه می شود مشکل از پر شدن حافظه بوده است.
این در صورتی هست که برنامه های دیگر وقتی از حداکثر ظرفیت رم استفاده میکنند, سیستم هنگ می کند یا برنامه بسته میشود.
شاید الان با خودتان بگویید پس چرا گاها سیستم من با اجرای برنامه متلب هنگ می کند!
پاسخ این است که متلب این قابلیت را دارد که از 100درصد رم برای محاسبات استفاده کند. در تنظیمات متلب می توان مقدار حداکثر استفاده متلب از رم را مشخص کرد. برای اینکار به مسیر زیر بروید:
Home تب, Environment بخش , Image may be NSFW. Clik here to view.Preferences کلیک . MATLAB > Workspace را انتخاب کنید
از سمت چپ به راست به ترتیب عمل کنید.
خب حالا طبق این لینک تنظیمات را اعمال کنید. (چون مبحث در مورد راه های رفع خطای حافظه هست این موضوع را بیشتر تشریح نکردیم)
استراتژی حل خطای Out of Memory در متلب
در زیر راه های مختلف را با هم بررسی می کنیم. ما راهکار حل مشکل را هم با تغییرات در پروژه متلب و هم در سخت افزار و ویندوز و… بررسی می کنیم. چرا که این خطا میتواند با عوامل بسیار زیادی مرتبط باشد و کارهای زیر همگی در رفع این خطا موثر هستند:
رم سیستم خود را افزایش دهید (دارای هزینه)
رم (RAM) حافظه موقت سیستم شماست, میتوانید از یک متخصص کامپیوتر یا لپ تاپ برای این امر کمک بگیرید.
افزایش رم به صورت مجازی (virtual memory) (بدون هزینه)
با یک جستجوی ساده در گوگل میتوانید راهکارهای افزایش حافظه مجازی را مطابق با ویندوز خود مشاهده و اعمال نمایید. این یک اقدام بسیار کار ساز برای رفع مشکل Out of Memory در متلب است.
از نسخه 64بیتی متلب استفاده کنید
ویندوز های 64بیتی فضای بیشتری از حافظه رم سیستم را برای استفاده در نظر می گیرند.
برنامه های اضافی را ببندید
هر برنامه ای که در ویندوز شما فعال هست از رم سیستم استفاده می کند. با بستن آن مقدار رمی که در اختیار متلب قرار می گیرد را افزایش دهید.
برای این کار بعضی از نرم افزار ها با نام بوستر رم در فضای اینترنت موجود است که میتوان استفاده کرد.
از ذخیره سازی اطلاعات مناسب استفاده کنید
از کلاس عددی مناسب استفاده کنید. یعنی برای داده ای که میشود از کلاس Single یا uint8 استفاده کرد, به هیچ عنوان از Double استفاده نکنید
کلاس (نوع داده)
بایت
عملیات پشتیبانی شده
single
4
بیشتر ریاضیات
double
8
همه ریاضیات
logical
1
عملیات منطقی / شرطی
int8, uint8
1
حساب و برخی توابع ساده
int16, uint16
2
حساب و برخی توابع ساده
int32, uint32
4
حساب و برخی توابع ساده
int64, int64
8
حساب و برخی توابع ساده
فراخوانی دیتا با کلاس مناسب
مثال زیر را در نظر بگیرید:
fid = fopen('large_file_of_uint8s.bin', 'r');
a = fread(fid, 1e3, 'uint8'); % Requires 8k
whos a
Name Size Bytes Class Attributes
a 1000x1 8000 double
a = fread(fid, 1e3, 'uint8=>uint8'); % Requires 1k
whos a
Name Size Bytes Class Attributes
a 1000x1 1000 uint8
همانطور که مشاهده میشود دیتا با کلاس دابل 8کیلوبایت و با کلاس uint8 یک کیلوبایت حجم در حافظه اشغال می کند.
در صورت امکان آرایه ها را کم حجم کنید
شاید برای شما هم جالب باشد که آرایه های صفر در ماتریس ها فضای بیشتری اشغال می کنند.
باز هم مثال میزنیم:
A = eye(1000); % Full matrix with ones on the diagonal
As = sparse(A); % Sparse matrix with only nonzero elements
whos
Name Size Bytes Class Attributes
A 1000x1000 8000000 double
As 1000x1000 24008 double sparse
در ابعاد کوچک تر نتیجه این دو دستور را نمایش میدهیم.
A= eye(4)
نتیجه:
A =
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
و اما دستور زیر:
As = sparse(A)
As =
(1,1) 1
(2,2) 1
(3,3) 1
(4,4) 1
دستور sparse عناصر صفر را حذف می کند. یعنی فقط عناصر غیر از صفر را نگه میدارد.
گاهی یک برنامه چند 100 خطی را میتوان با چند دستور و به بهینه ترین و سبک ترین حالت پیاده سازی کرد. فقط باید دایره شناخت ما از دستورات متلب بازتر شود. هلپ متلب بزرگترین و قویترین منبع آموزش متلب است.
چرا با خطای Undefined function or variable مواجه میشویم؟
خیلی از افرادی که با متلب کدنویسی می کنند با خطاهای زیر مواجه میشوند:
??? Undefined function or variable ‹FunctionName›
??? Undefined function or method ‹FunctionName› for input arguments of type ‹ClassName›.
FunctionName یا ClassName همان تابع یا متغیر و یا کلاس متغیر هست که در مورد آن خطا ایجاد شده است.
ما در اینجا به این می پردازیم که چرا با خطای Undefined function or variable مواجه میشویم؟
Image may be NSFW. Clik here to view.
یک مثال ملموس تر میزنیم, کد زیر را در نظر بگیرید:
x=1:10;
t=x.^2;
plot(x,y)
بعد از اجرای برنامه فوق با خطای زیر مواجه شدیم:
Undefined function or variable ‘y’.
با این مثال مشخص شد که متغیر y در کد بالا تعریف نشده بوده و هیچ ماتریس یا عددی به y تعلق نگرفته است.
خطای تابع یا متغیر تعریف نشده است (Undefined function or variable) میتواند به دلایل زیر اتفاق بیفتد:
شاید هنگام تایپ و پیاده سازی برنامه دچار غلط املایی شده اید. متغیر را بررسی کنید که آیا چنین چیزی در کد لازم بوده یا مثلا بجای a کلید کناری s تایپ شده است.
متلب به حروف کوچک و بزرگ حساس هست, متغیر a با A بیانگر دو متغیر متفاوت و جدای از هم هست. البته در ورژن های جدید متلب, بصورت هوشمند خطاهای نوشتاری که نزدیک به متغیر قبلی باشد را از کاربر سوال می کنید. مانند:
boo = 12;
bo0
Undefined function or variable ‘bo0’.
Did you mean:
>> boo
همانطور که مشاهده میشود اشتباه تایپی که بجای حرف o عدد 0 قرار گرفته را با سوال “آیا منظورتون این هست:” اصلاح کرده است.
همیشه برنامه و ام فایلی که اجرا می کنید باید داخل کارنت فولدر متلب قابل مشاهده باشد. یعنی متلب در مسیر برنامه مورد اجرا باشد. اگر از فانکشن ها استفاده می کنید باید در کنار ام فایل اصلی و داخل یک پوشه قرار گرفته باشند.
در کدنویسی با متلب امکان بخش بندی و تکه تکه کردن کد جهت سهولت در بازخوانی یک بخش از کد در جاهای مختلف شبیه سازی محیا است و باید به صورت یک فانکشن تعریف شوند و در ام فایل اصلی, و هر جایی که نیاز هست همان فانکشن را فراخوانی کرد. اگر این فانکشن در کنار برنامه اصلی قرار نگیرد با خطای Undefined function or variable در متلب مواجه میشویم.
اگر به نرم افزار متلب آشنایی کافی ندارید, میتوانید “آموزش اجرای برنامه متلب” را در سایت متلبی ببینید.
متلب قادر نیست که تشخیص دهد شما یک تابع را تعریف نکرده اید یا یک متغیر را, پس خطا را به صورت کلی بیان می کند و تشخیص آن با شماست.
گاهی پروژه متلبی را داریم که قبلا تست و اجرا شده بوده و الان با خطای Undefined function or variable مواجه میشویم. بعضی از پروژه ها با استفاده از یک تولباکس آماده متلب قابل اجرا هستن و در نبود آن تولباکس با خطا مواجه میشویم. مثلا در پروژه ای با ارور زیر مواجه شدیم:
??? Undefined function or variable ‹runpf›
با یک جستجوی ساده در گوگل میتوان فهمید که runpf یکی از دستورات و ام فایلهای داخل تولباکس معروف مت پاور هست. پس آن را دانلود و بر روی متلب خود با استفاده از “آموزش اضافه کردن تولباکس در متلب” نصب می کنیم.
فراخوانی یک آبجکت بدون اینکه قبلا پارامترهای مورد نظر آن را مشخص کرده باشیم.
استفاده از فایل mex در متلب و در یک سیستم عاملی که متفاوت با آنچه هست که قبلا تهیه شده است.
بعضی از مواقع بدون آن که متوجه شده باشیم یک ام فایل از یک پروژه را به صورت یک تولباکس روی متلب نصب کرده ایم و حالا در پروژه جدید خود نیز ام فایلی به همان نام ایجاد کردیم و این باعث اختلال و ایجاد خطا شده است. فقط کافیست از منوی بالای متلب و تب Home روی Set Path کلیک کنیم و در پنجره جدیدی که باز شده روی دکمه Default و بعد Save و Close کلیک کنیم.
یک راه حل ساده تر استفاده از دستور restoredefaultpath هست. با اینکار فقط تولباکس های پیش فرضی که از سوی متورکز روی متلب وجود داشته باقی می ماند و مابقی از لیست حذف میشوند.
اگر تولباکسهای اورجینال متلب را دستکاری کرده اید, با دستور rehash toolboxcache و سپس savepath را بزنید تا کش تولباکس نیز از روی حافظه آپدیت شود.
اگر با توجه به آموزش فوق نتوانستید مشکل را رفع کنید, میتوانید از متخصصین سایت متلبی جهت انجام پروژه متلب خود کمک بگیرید.
یکی از خطاهای رایج در هنگام اجرای برنامه های متلب خطای Out of Memory است که ما در پستی با نام “رفع خطای Out of Memory متلب” مفصلا به آن پرداخته ایم.
لطفا تجربه خود را از برخورد با ارور Undefined function or variable و نحوه رفع آن را در قسمت دیدگاه های همین پست با ما به اشتراک بگذارید.
این مطلب آموزشی توسط سایت متلبی تهیه شده است و کپی آن بدون ذکر منبع مجاز نیست.
قصد داریم آشنایی با سیمولینک را در این پست مدنظر قرار دهیم. چندین نکته کاربردی را نیز در اینجا ذکر خواهیم کرد.
سیمولینک متلب چیست؟
سیمولینک یک محیط ویرایشگر گرافیکی در نرم افزار متلب است که دارای کتابخانه بسیار وسیع از بلوک ها و ابزار های آماده, جهت مدلسازی و پیاده سازی سیستم های دینامیکی است. سیمولینک این قابلیت را دارد تا کدنویسی ها را در آن بگنجانیم و از آن ها نیز در مدلسازی و تجزیه و تحلیل بهتر استفاده کنیم. سیمولینک مربوط به یک شاخه و رشته خاص نیست و به لطف داشتن لایبراری و فضای خاص برای خیلی از مدلسازی ها قابل استفاده است. با سیمولینک میتوانیم نتیجه طراحی خود را ببینیم و با تغییر در ورودی ها و مدل بتوانیم به نتایج بهینه و مطلوبتری دست پیدا کنیم.
شما می توانید از MATLAB برای طیف وسیعی از برنامه ها ، از جمله یادگیری عمیق و یادگیری ماشین ، پردازش سیگنال و ارتباطات ، پردازش تصویر و فیلم ، سیستم های کنترل ، آزمون و اندازه گیری ، مالی محاسبات و زیست محاسباتی استفاده کنید.
Image may be NSFW. Clik here to view.
آیا سیمولینک از متلب جداست؟
خیر, سیمولینک بخشی از متلب است. یعنی باید ابتدا نرم افزار متلب را باز کنید و سپس به محیط سیمولینک متلب بروید.
کاربردهای سیمولینک
برخی از کاربردهای سیمولینک را در زیر آورده ایم:
پیاده سازی و شبیه سازی سیستم های استاتیک
پیاده سازی مدل های دینامیکی با استفاده از بلاک ست های مشترک و پایه
شبیه سازی، تحلیل و پیاده سازی سیستم های کنترل
شبیه سازی سیستم های الکتریکی در قالب مدل های فیزیکی
شبیه سازی مدارهای الکترونیکی و مدارهای فرکانس بالا
شبیه سازی سیستم های قدرت و ماشین های الکتریکی
شبیه سازی انواع سیستم های مکانیکی در قالب مدل های فیزیکی
شبیه سازی سیستم های الکترومکانیکی در قالب مدل های فیزیکی
شبیه سازی سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی در قالب سیستم های فیزیکی
شبیه سازی مدل های گسسته پیشاد یا DES
شبیه سازی سیستم های با حالات محدود
شبیه سازی و تحلیل شبکه های کامپیوتری
شبیه سازی سیستم های مبتنی بر نظریه صف
طراحی و تحلیل سیستم های دیجیتال با استفاده از VHDL
شبیه سازی سیستم ها در حالت بلادرنگ و آنی (Real-Time)
شبیه سازی و تحلیل سیستم های زیستی
بیشتر رشته ها سیمولینک متلب برق, مکانیک, پردازش تصویر و…
دو فرمت متداول داریم mdl و slx جهت ذخیره سازی پروژه سیمولینک وجود دارد.
تفاوت فرمت های mdl و slx در چیست؟
.mdl فرمت فایل های قدیمی سیمولینک است. سیمولینک از سال 2012 به قالب جدیدتر .slx نیز مجهز شد.
در حالی که فایل های .mdl یک فایل تک متنی هستند ، فایل های .slx بسته های فشرده شده ای هستند.
SLX یک بسته فشرده است که مطابق با استاندارد قابلیت همکاری Open Packaging Conventions (OPC) است. SLX اطلاعات مدل را با استفاده از Unicode® UTF-8 در XML و سایر قالب های بین المللی ذخیره می کند. مدل های Simulink در قالب SLX:
به طور معمول حجم فایل را در مقایسه با MDL کاهش می دهد. کاهش اندازه فایل بین MDL و SLX بسته به مدل متفاوت است.
بارگیری فایل های SLX سریعتر انجام میشود و رم کمتری را نیز اشغال میکند.
Simulink از نظر داشتن ظاهر بصری دارای فهم بهتری برای کاربر هست و همین باعث میشود که سیستم پیاده سازی شده را بهتر بتوانیم درک کنیم.
اما هر کدام قابلیتهای خاص خود را دارند و بستگی به مدل پیاده سازی میتوان هر کدام از محیط های شبیه سازی را در متلب انتخاب نمود.
از لحاظ سرعت اجرای برنامه در محیط ام فایل و سیمولینک متلب طبق تستی که توسط کارشناس های سایت متلبی انجام شد, ام فایل میتواند سریعتر اجرا شود. این آزمایش برای یک مثال مشابه در هر دو محیط تست شد.
پروژه آماده سیمولینک متلب
سایت متلبی به صورت تخصصی در زمینه انجام پروژه با سیمولینک متلب فعالیت میکند. نمونه های زیادی از شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب را میتوان در فروشگاه متلبی مشاهده نمود. اگر شما هم نیاز به شبیه سازی مدل و مسئله یا مقاله خود در محیط سیمولینک دارید میتوانید از طریق فرم ثبت سفارش سایت متلبی اقدام نمایید.
در این پست قرار هست هر آنچه در متلب 2021a جدید هست معرفی کنیم و در آخر این پست متلب 2021a را جهت دانلود رایگان به همراه لایسنس معتبر قرار دهیم.
متلب چیست؟
متلب یا MATLAB نرم افزاری مهندسی از شرکت متورکز است.
این نرم افزار بسیار قدرتمند و توسعه یافته است. دارای ابزارها و محیط های مختلف جهت انواع پیاده سازی و شبیه سازی است. اولین نسخه نرم افزار متلب در دانشگاه نیومکزیکو و استنفورد در سال ١٩٧٠ برای حل مسائل تئوری ماتریسها، جبر خطی و آنالیز عددی عرضه شد و امروزه صدها هزار کاربر دانشگاهی، آکادمیک، صنعتی و غیره در زمینههای متنوع مهندسی نظیر ریاضیات پیشرفته، جبر خطی، مخابرات و مهندسی سیستم از آن استفاده میکنند. در تمام رشته های دانشگاهی و پژوهش های دانشجویی نیاز به یک نرم افزار جهت طراحی و شبیه سازی مدلهای مورد مطالعه هست, در بین نرم افزارها , متلب به عنوان پرکاربرد ترین نرم افزار جایگاه خاصی را از آن خود کرده است. نرم افزار متلب در طراحی و آنالیز و بهینه سازی و رسم نمودارهای مختلف در مباحث مهندسی کاربرد بسیار دارد. بر خلاف آنچه تصور میشود, متلب کاربری ساده تری نسبت به نرم افزارهای دیگر مثل فرترن و… دارد. نرم افزار متلب به لطف داشتن ابزارها و تولباکس ها و محیط های مختلف از جمله ام فایل نوسی و سیمولینک و… کار را بسیار راحت کرده است. متلب نرم افزاری هست که وقتی قرار هست از دستورات زیادی به تکرار استفاده کرد, آنها را میشود به صورت یک تولباکس در متلب جای داد و استفاده کرد. شرکت متورکز هر سال دو نسخه از متلب را ارائه می کند که در شش ماهه اول با نسخه a و در شش ماهه دوم با نسخه b منتشر می شود. چه چیزی در متلب 2021a جدید است؟ ویدیویی که شرکت متورکز در ارتباط با متلب 2021a منتشر کرده است را در ادامه ببینیم:
چه چیزی در متلب 2021a جدید است؟
متورکز در این ورژن محصولات جدیدی را به نرم افزار متلب اضافه کرده و تعدادی از ماژول های قبلی را نیز آپدیت کرده است که در ادامه به آن می پردازیم.
DDS Blockset : برنامه های DDS را طراحی و شبیه سازی کنید.
جعبه ابزار رادار (Radar Toolbox) – سیستم های رادار را طراحی ، شبیه سازی و چند منظوره می کند.
جعبه ابزار ارتباطات ماهواره ای (Satellite Communication Toolbox) – شبیه سازی ، تجزیه و تحلیل و آزمایش سیستم های ارتباطی ماهواره ای و لینک ها.
همچنین ماژول های زیر نیز آپدیت شده اند:
Aerospace Blockset
Aerospace Toolbox
Antenna Toolbox
Audio Toolbox
Computer Vision Toolbox
Datafeed Toolbox
Mixed-Signal Blockset
Navigation Toolbox
Polyspace Bug Finder Access
Reinforcement Learning Toolbox
System Composer
Vehicle Network Toolbox
اگر با ماژول های ذکر شده یا ابزارها و تولباکسهایی که جدیدا به متلب 2021a افزوده شده , سروکار دارید توصیه می کنیم حتما این ورژن را نصب کنید.
گروه متورکز در یکی دو سال اخیر توجه ویژه ای به کاربری نرم افزار متلب کرده اند و در تلاش هستند تا محیط گرافیکی جذاب و کاربری راحتی را برای مخاطبین خود ایجاد کنند.
همانطور که در متلب 2021 نیز انتظار می رفت تغییراتی در ارتباط با کاربری راحت تر نرم افزار متلب ایجاد شده است که در زیر به آن می پردازیم:
بدون کدنویسی در قسمت Live Script میتوان plot ایجاد کرد.
ایجاد کلاس دیاگرام به صورت گرافیکی و جذاب
در محیط سیمولینک متلب نیز میتوان کد های c را با بلوک code importer فراخوانی و استفاده نمود.
ضبط کردن دیتاها در چند نقطه از یک بلوک با استفاده کردن از بلوک record block
متلب 2021a در این ورژن تغییرات عمده و قابل توجهی نسبت به ورژن قبلی خود نداشته است. ظاهرا تمرکز بیشتر در این نسخه بر روی رفع نواقص ابزارهای پیشین بوده و معرفی سه محصول جدید که در بالا ذکر کردیم. آنچه مسلم هست درگیر شدن جهان با ویروس کرونا بر روی پیشرفت و توسعه نرم افزار قدرتمند متلب تاثیر گذاشته است.
نرم افزارهای جانبی که برای نصب متلب 2021a مورد استفاده قرار می گیرند شامل Winrar و Virtual CloneDrive می باشد.
همه پارتهای دانلود شده را در کنار هم, داخل یک پوشه قرار می دهیم و اولین پارت را از حالت فشرده, خارج می کنیم.
همانطور که در تصویر زیر مشخص هست فقط کافیست اولین پارت را اکسترکت کنیم تا کل فایل ها بطور خودکار از حالت فشرده خارج شوند.
Image may be NSFW. Clik here to view.
اگر با خطا یا پیغام Next volume is required مواجه شدین, (مطابق شکل زیر) یکی از پارتهای نرم افزار را یا دانلود نکردین و یا در کنار پارتهای دیگر قرار نداده اید. در اینجا کافیست پارت 05 را دانلود و در کنار فایل های دیگر قرار داده و دکمه OK را بزنیم تا نرم افزار winrar به کار خود ادامه دهد.
Image may be NSFW. Clik here to view.صبور باشید تا کار نرم افزار وین رار تمام شود. نتیجه کار ایجاد یک پوشه با نام Mathworks.Matlab.R2021a.x64 خواهد بود.
به پوشه ی Mathworks.Matlab.R2021a.x64 که در کنار فایل های فشرده ایجاد شده است وارد می شویم. همانطور که در شکل زیر پیداست , داخل این پوشه دو فایل وجود دارد:
1- فایل Crack.zip که شامل لایسنس و سریال نامبر میباشد.
2- فایل R2021a_Windows.iso که یک دی وی دی مجاز از نرم افزار متلب است. برای استفاده از این فایل نیاز به نصب نرم افزار Virtual CloneDrive داریم.(با جستجوی ساده در گوگل قابل دسترسی و دانلود است.)
پس از نصب نرم افزار مذکور, مشابه تصویر زیر راست کلیک کرده و از منوی Open with گزینه Mount Files with Virtual CloneDrive را انتخاب می کنیم.
با این کار, فایل iso وارد درایو دی وی دی رام مجازی ما خواهد شد.
Image may be NSFW. Clik here to view.
تا الان شرایط رو فراهم کردیم تا نصب متلب 2021a را شروع کنیم. به درایو مجازی مراجعه می کنیم و روی setup.exe دابل کلیک می کنیم تا نصب متلب آغاز شود.
Image may be NSFW. Clik here to view.
پنجره ای با نام Mathworks Product Installer باز می شود و باید از منوی بازشو Advanced Options گزینه I have a File Installation Key را انتخاب کنیم. با انتخاب این گزینه اعلام می کنیم که ما Installation Key برای فعالسازی متلب رو داریم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
موافقت با قوانین شرکت سازنده متلب: با انتخاب گزینه I have a File Installation Key مطابق بالا, به صورت خودکار پنجره به حالت زیر تغییر خواهد کرد. در این مرحله کافیست روی Yes کلیک کرده و سپس Next را انتخاب کنیم تا به مرحله بعدی وارد شویم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
وارد کردن سریال لایسنس متلب:
همانطور که در شکل زیر مشخص هست باید سریال نامبر یا Inestahhation Key را در کادر مربوطه وارد کنیم. برای اینکار باید به فایل crack.zip مراجعه کنیم. در تصاویر بعدی نحوه پیدا کردن و استفاده از لایسنس کی را توضیح خواهیم داد.
Image may be NSFW. Clik here to view.
همانند تصویر زیر فایل Crack.zip را از حالت فشرده خارج می کنیم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
فایل متنی Read Me.txt را دابل کلیک و باز می کنیم. شاید در نسخه دانلودی شما نام فایل متنی متفاوت باشد. لذا فرقی نمی کند و باید از داخل فایل متنی لایسنس کی را برداریم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
در فایل متنی , مراحل نصب متلب به صورت لاتین توضیح داده شده است. در بخش 2 و زیر خط Enter File Installation Key سریال مورد نیاز ما قرار داده شده , باید آنرا کپی کنیم و به پنجره نصب متلب ببریم و سپس Next را کلیک کنیم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
وارد کردن فایل لایسنس:
در پنجره جدید فایل License خواسته میشود. باید روی دکمه Browse کلیک کنیم و به پوشه Crack بریم و فایل license.lic را انتخاب کنیم و سپس روی Next کلیک کنیم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
مسیر نصب متلب:
مطابق تصویر زیر بایستی در بخش Select destination folder مسیر نصب متلب را مشخص کنیم. به صورت پیش فرض درایو C یا همان درایوی که ویندوز نصب شده است را خواهیم دید.
متلب 2021a اگر با تمام ابزار ها و تولباکسهایش نصب شود چیزی حدود 27.22 گیگ فضا اشغال میکند. اما توصیه شرکت سازنده, برای نصب متلب 2021a حداقل فضای آزاد را 29گیگ اعلام نموده است.
نکته: شما میتوانید در هر درایوی که حجم خالی کافی وجود دارد متلب را نصب کنید. توصیه ما این هست که از درایوی که ویندوز بر روی آن نصب شده استفاده ننمایید. به این دلیل که متلب دارای حجم بالایی هست و پر شدن درایو ویندوز باعث کندی آن خواهد شد.
نکته دوم: اگر هارد SSD بر روی سیستم خود دارید. حتما متلب 2021a را روی این هارد نصب کنید. حتی اگر ویندوز هم روی همین هارد وجود داشت. (نصب متلب بر روی هارد SSD به صورت قابل ملاحظه ای سرعت کار و پردازش متلب را بالا خواهد برد.)
Image may be NSFW. Clik here to view.
مطابق فوق, مسیر نصب مشخص شده و روی Next کلیک می کنیم.
انتخاب محصولات جانبی متلب:
در این مرحله ابزار های و تولباکس ها و محصولات شرکت متورکز قابل انتخاب هستند. توصیه ما این هست که تمامی آنها را انتخاب نمایید تا متلب به صورت کامل نصب شود.
اگر مهارت کافی دارید میتوانید ابزارهای و تولباکس هایی که با آنها سروکاری ندارید را با برداشتن تیک آن حذف کنید.
با توجه به توضیحات داده شده, بدون آنکه کاری انجام دهیم روی Next کلیک می کنیم تا به مرحله بعد وارد شویم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
در مرحله بعد سوال می شود که میخواهید شورت کات در دسکتاپ ایجاد شود یا خیر. اگر مایل هستید آیکون متلب 2021a در دسکتاپ شما ایجاد شود. گزینه Add shortcut to desktop را تیک بزنید و روی نکست کلیک کنید.
Image may be NSFW. Clik here to view.
جمع بندی و تایید جهت شروع نصب متلب:
در این مرحله گزارشی از تنظیمات ایجاد شده برای نصب متلب 2021a به ما میدهد که در صورت صحیح بودن میتوانیم روی دکمه Begin Install کلیک کنیم تا نصب شروع شود.
Image may be NSFW. Clik here to view.
خب, باید صبر کنیم تا نصب کامل بشه و زمان نصب بستگی به سخت افزار شما , متفاوت خواهد بود. زمان نصب نیز طبیعتا به دلیل حجم بالای نرم افزار طولانی خواهد بود.
وقتی با پنجره زیر مواجه شدیم, یعنی نصب به خوبی انجام شده! (هنوز مراحل کلیدی اکتیو کردن متلب 2021a باقی مونده)
Image may be NSFW. Clik here to view.
مرحله کلیدی فعال کردن متلب 2021a:
اکثر افراد نصب متلب را تا مرحله فوق انجام میدهند, و اعلام میکنند در صورتی که درست عمل کرده اند اما متلب اکتیو نشده و با خطا مواجه میشود.
اگر به پوشه Crack مراجعه نمایید؛ متوجه خواهید شد که یک پوشه با نام R2021a وجود دارد. پوشه های تو در تو را باز کنید تا به فایل libmwlmgrimpl.dll برسید. فایل libmwlmgrimpl.dll را کپی کنید.
دلیل اینکه این فایل در پوشه های تو در تو قرار گرفته, این هست که باید به مسیر نصب متلب 2021a بروید و دقیقا همان مسیر را طی کنید.
مثلا اگر در درایو C متلب نصب شده باید به مسیر زیر برویم:
در این پست قرار هست هر آنچه در متلب 2021b جدید هست معرفی کنیم و در آخر این پست متلب 2021b را جهت دانلود رایگان به همراه لایسنس معتبر قرار دهیم.
متلب چیست؟
متلب یا MATLAB نرم افزاری مهندسی از شرکت متورکز است.
متلب به عنوان یک نرم افزار مهندسی در طراحی و شبیه سازی بسیاری از مسائل کلاسیک و هوشمند کارایی دارد. این نرم افزار به دلیل زبان ساده آن و همچنین محیط های مختلف برای پیاده سازی و سهولت در شبیه سازی, امروزه در بین مهندسین و دانشگاهیان شناخته شده است.
موسس آن به صورت پیوسته ابزارها و ویژگیهای منحصر به فردی را به این نرم افزار اضافه می کنند و باعث شگفتی کاربران آن میشوند.
نرم افزار متلب برای سیستم عامل های مختلف مثل ویندوز و مک منتشر می شود.
شرکت متورکز هر سال دو نسخه از متلب را ارائه می کند که در شش ماهه اول با نسخه a و در شش ماهه دوم با نسخه b منتشر می شود. چه چیزی در متلب 2021b جدید است؟ ویدیویی که شرکت متورکز در ارتباط با متلب 2021b منتشر کرده است را در ادامه ببینیم:
چه چیزی در متلب 2021b جدید است؟
شرکت متورکز در هر نسخه ابزارها و آپدیت های جدیدی را اضافه می کند که در زیر به آنها می پردازیم.
این تولباکس عملکردها و برنامه هایی را برای طراحی و تجزیه و تحلیل بردهای مدار چاپی چند لایه با سرعت بالا و RF (PCB) ارائه می دهد. شما می توانید اجزایی با هندسه پارامتری یا دلخواه ، از جمله ساختارهای منفعل توزیع شده مانند آثار ، خم ها و ویاس ها طراحی کنید. با استفاده از روش دامنه فرکانس لحظه ها و سایر تکنیک های EM ، می توانید کوپل شدن ، پراکندگی و اثرات پاراستیک را مدل کنید.
با RF PCB تولباکس، طراحان بردهای RF ، ماژول ها ، MMIC ها و SiP ها می توانند عملکرد PCB را پیش بینی کرده و تأیید کنند که PCB تولید شده دارای چه مشخصاتی است. برای طراحان RF و آنتن ، جعبه ابزار مدل های پارامتری فیلترهای توزیع شده ، اتصال دهنده ها ، تقسیم کننده ها ، شبکه های منطبق و تولید فایل Gerber را ارائه می دهد. پشتیبانی از جعبه ابزار برای ODB ++ و پایگاه های داده از Cadence® Allegro® ، Mentor Expedition ، Altium® و Zuken به مهندسان یکپارچگی سیگنال امکان می دهد تا قسمت های سریع طرح PCB را تجزیه و تحلیل کنند.
Signal Integrity Toolbox
این تولباکس توابع و برنامه هایی را برای طراحی پیوندهای سریالی سریع و موازی ارائه می دهد. شما می توانید آزمایش هایی را پوشش دهید که پارامترهای متعددی را پوشش می دهد ، معیارهای طراحی را استخراج کرده و شکل ها و نتایج موج را تجسم کنید. با تجزیه و تحلیل تعاملات فرستنده ، گیرنده و کانال ، می توانید حاشیه های عملکرد را پیش بینی کرده و عملکرد را پیوند دهید.
جعبه ابزار از مدل های IBIS-AMI سازگار با استاندارد برای شبیه سازی آماری و حوزه زمانی برای تجزیه و تحلیل برابری و بازیابی ساعت پشتیبانی می کند. شما می توانید کانال را با استفاده از داده های چند پارامتری S ، IBIS ، HSPICE و مدل های تحلیلی توصیف کنید.
جعبه ابزار یکپارچگی سیگنال به شما امکان می دهد شکل موج و نمودارهای چشم را تجزیه و تحلیل کنید و کیفیت کانال را با مشاهده اثراتی مانند ISI ، jitter و سر و صدا اندازه گیری کنید. می توانید کانال را در حوزه فرکانس برای از دست دادن درج ، ضرر بازگشت و تداخل تجزیه و تحلیل کنید و مطابقت با استانداردهای صنعت از جمله IEEE® 802.3 ، OIF ، PCIe و DDR را تأیید کنید.
قبل از طرح بندی ، می توانید معادلات را ارزیابی کرده و پیوندهای موازی و سریال را از نظر هزینه ، عملکرد ، قابلیت اطمینان و انطباق بهینه کنید. سپس می توانید تأیید سیستم را بعد از طرح بندی انجام دهید و نتایج شبیه سازی را با داده های اندازه گیری مرتبط کنید.
همچنین ماژول های زیر نیز آپدیت شده اند:
Lidar Toolbox
Simulink Code Inspector
Simulink Control Design
Symbolic Math Toolbox
Wavelet Toolbox
اگر با ماژول های ذکر شده یا ابزارها و تولباکسهایی که جدیدا به متلب 2021b افزوده شده , سروکار دارید توصیه می کنیم حتما این ورژن را نصب کنید.
گروه متورکز در یکی دو سال اخیر توجه ویژه ای به کاربری نرم افزار متلب کرده اند و در تلاش هستند تا محیط گرافیکی جذاب و کاربری راحتی را برای مخاطبین خود ایجاد کنند.
نرم افزار متلب 2021b تغییرات چندانی نسبت به نسخه پیشین خود نداشته است. دو تولباکس تخصصی و آپدیت چندین بخش که در بالا ذکر شد. توصیه ما در نصب این ورژن استفاده از هاردهای SSD است, سرعت و کارایی این نرم افزار به صورت عمده با وجود این نوع هارد, تغییر بخصوصی خواهد کرد.
صحبت نهایی اینکه اگر از ابزارهایی که در این ورژن اضافه شده استفاده نمی کنید, نیازی به تهیه و نصب این ورژن ندارید.
سیستم مورد نیاز برای نصب متلب 2021b
Image may be NSFW. Clik here to view.
داشتن 8گیگ رم و هارد SSD به صورت ویژه روی سرعت و کارایی این ورژن تاثیر گذار است. پیشنهاد می کنیم اگر این دو مورد را ندارید از نصب این ورژن صرف نظر کنید. به دلیل کندی در بالا آمدن و کار کردن با این ورژن متلب.
منابع انرژی های سنتی، سوخت های فسیلی و برق حاصل از شکافت هسته ای و انرژی آبی عملاً بر عرضه انرژی جهانی تسلط دارند و دیگر منابع انرژی هنوز به مقدار کافی توسعه پیدا نکرده اند. در بین این انرژی ها، گروهی از انرژی ها هستند که به آن ها عنوان انرژی های نوین و تجدید پذیر داده شده است. به عنوان یک گروه انرژی، مقایسه آن ها با انرژی های معمولی مشکل است؛ زیرا که این انرژی ها بطور وسیع توزیع شده و نسبتاً پراکنده اند. این انرژی ها از لحاظ تجاری هنوز بطور کامل توسعه نیافته اند و مصرف کنندگان این چنین انرژی هایی با مشکلات متفاوتی روبرو هستند. این منابع اساساً نامحدود می باشند لکن با قبول در دسترس بودن ، گران و غیر قابل اعتماد تلقی می شوند. اغلب آن ها از نظر محیط زیستی بی خطر بوده و یا می توانند بی خطر باشند. در این زمینه لازم است استاندارد های زیست محیطی مناسبی در توسعه انرژی های تجدیدپذیر، به صورت جزئی از یک فرایند پیوسته در راستای عرضه و بهره برداری از انرژی در جهان، اعمال شود. از آنجا که تعامل بین محیط زیست و اقتصاد انرژی در حال حاضر و در آینده مورد بحث خواهد بود، بنابراین امکانات بالقوه و سهمی که این منابع تجدیدپذیر در تأمین انرژی جهان خواهند داشت، یک بحث کلیدی می باشد.
نفوذپذیری منابع انرژی های نو و تجدیدپذیر در بازارهای انرژی به سرعت صورت نمی پذیرد. همیشه یک تأخیر زمانی طبیعی بین موفقیت نمونه های اولیه و نمونه های پایدار تجاری وجود دارد و معمولاً با چند مصرف اولیه تجاری، کار آغاز شده و سپس آنچه که آموخته می شود در نسل های بعدی تولید، بکار برده می شود. از طرفی، نیاز به بکارگیری صنایع تولیدی بزرگ و صرف زمانی برای برنامه ریزی، تأمین مالی و آموزش نیز وجود دارد. تجربه نشان داده است که رشد خیلی سریع از طریق تشویق مالیاتی و غیره، شرکت ها و تکنولوژی های حاشیه ای را تشویق به حضور در بازار می نماید که نتایج یاس آوری را در مقایسه با فعالیت قابل اعتماد درازمدت که مورد انتظار بوده است، به بار می آورند.
محدودیت های موجود در بهره برداری گسترده از منابع انرژی های نو و تجدیدپذیر، زیاد و پیچیده است. مشکلات تکنولوژی یکی از مهمترین عوامل ایجاد این محدودیت هاست. بسیاری از تکنولوژی های موجود برای استفاده کارآمد از این منابع انرژی، نارسا بوده و یا نسبتاً گران هستند. این منابع در حالت خام خود از شدت انرژی کمی برخوردار هستند؛ بنابراین به هزینه زیادی برای متمرکز کردن آن ها و یا برای ایجاد سازه هایی که انرژی را به صورت مفیدی به دام اندازند، نیاز دارد. در این سیستم ها، هزینه مواد اولیه درصد بالایی از هزینه سرمایه گذاری، حتی برای طرح های نسبتاً ساده، را به خود اختصاص می دهد.
بنابراین لازم است توسعه بیشتری بر پایه تحقیقات پایه ای انجام شود تا مصرف کنندگان بتوانند با اعتماد، تمام هزینه سوخت آتی خود را سرمایه گذاری کنند. زمینه های توسعه، نه تنها شامل طراحی، بلکه شامل ساخت، نصب، راهبری، و نگهداری این سیستم ها نیز می شود. موفقیت و نفوذ هر چه بیشتر این منابع در بازار تا حدود زیادی بستگی به توسعه تکنولوژی و فناوری این منابع انرژی دارد. یکی از بارزترین مشکلات تکنولوژی و فن آوری در عرصه بهره گیری از منابع انرژی های نو و تجدیدپذیر، علاوه بر خود منابع، مبدل های توان بکار رفته در این منابع می باشند. اغلب منابع انرژی های نو و تجدیدپذیر نیازمند مبدل های توان برای تبدیل توان خروجی به انرژی الکتریکی قابل بهره گیری توسط مصرف کننده می باشند. این مبدل های توان با توجه به نوع منبع انرژی به کار رفته، متفاوت می باشند. اگرچه مبدل های توان، بخش جدایی ناپذیر اکثر این سیستم ها هستند و قسمت کوچکی از آن ها را به خود اختصاص می دهند. اما طبق گزارشات، حدود 41 درصد از هزینه کل سیستم را به خود اختصاص می دهند. بنابراین، با پیشرفت و توسعه این مبدل ها گامی موثر در زمینه بهره برداری از این منابع انرژی برداشته می شود.
در سال های اخیر مطالعات و تحقیقات در زمینه تولید انرژی از منابع انرژی های تجدیدپذیر، به سمت استفاده از این منابع انرژی سوق داده شده است. با رویکرد به سمت سیستم های منابع انرژی های تجدیدپذیر ، طراحی مبدل های توان متناسب با این سیستم ها نیز مورد توجه قرار گرفتند. تا به امروز مبدل های الکترونیک قدرت متنوعی برای سیستم های انرژی تجدیدپذیر در مقالات و تحقیقات مختلف، ارائه شده اند اما هنوز، خلاء در برخی قسمت های این سیستم ها احساس می شود.
مبدلهای الکترونیک قدرت
مبدل های چند سطحه امروزه به عنوان مبدل های توان بالا برای کاربرد در رنج متوسط و بالا مانند راه اندازهای بزرگ، بهبود دهنده دینامیکی ولتاژ، اجزای توان راکتیو و ادوات FACT کاربرد دارند. مبدل چند سطحه با ترکیب مناسبی از ولتاژهای پله ای قادر به تولید ولتاژ مطلوب می باشد. مهمترین مزیت مبدل های چند سطحه استفاده آنها از ادوات نیمه هادی در رنج ولتاژ پایین می باشد که این به خودی خود باعث کاهش تلفات سویچ زنی و استرس ولتاژ روی ادوات الکترونیک قدرت می شود.
همچنین گام های کوچک ولتاژ منجر به افزایش کیفیت توان، کاهش اجزای هارمونیکی و سازگاری بهتر الکترومغناطیسی می شود. در سال های اخیر مبدل چند سطحه مورد توجه زیادی قرار گرفته است و پیکربندی های مختلفی با تنوع در روش های کنترلی برای آنها ارائه شده است. با افزایش تعداد منابع ولتاژ dc و استفاده از روش کلیدزنی فرکانس پایه، شکل موج ولتاژ خروجی اینورتر تقریباً به شکل سینوسی نزدیک می شود. در این صورت تلفات کلیدزنی پایین بوده و به دلیل استفاده از چندین منابع ولتاژ dc ، کلیدها استرس ولتاژ پایین تری را تجربه می کنند.
در مقایسه با مبدل های مرسوم و با افزایش تعداد منابع ولتاژ dc، گام های ولتاژ کوچک منجر به تولید شکل موج خروجی با کیفیت بالاتر، تلفات کلیدزنی پایین تر، بازده بالاتر، و هم چنین کاهش استرس های dv/dt روی بار می شوند و قابلیت کار با نیمه هادی های با سرعت پایین تر را می دهد.
در دهه ی اخیر، انواع مختلفی از ساختارهای چند سطحی ارائه شده است . در حالت کلی، اینورتر چند سطحی به دسته های دیود کلمپ[1]، خازن شناور[2]، پل آبشاری[3] و مبدل ماژولار چندسطحی[4] تقسیم می شود.
مقایسه کلی
اینورترهای چند سطحی معایبی نیز دارند. یکی از مهمترین معایب، نیاز به کلیدهای نیمه هادی قدرت با تعداد زیاد می باشد. هر چند کلید های رنج ولتاژ پایین می توانند در اینورترهای چند سطحی مورد استفاده قرار گیرند، هر کلید به یک مدار گیت راه انداز جداگانه ای نیاز دارد. بنابراین در کاربردهای خاص، کاهش تعداد کلیدها و مدارات گیت راه انداز بسیار مهم است.
الف)مبدل NPC
در میان این اینورترها، اینورتر چند سطحی دیود کلمپ به دلیل تعداد زیاد دیود و خازن به کار رفته برای تولید سطوح مختلف ولتاژ در خروجی و تنظیم تعادل هر یک از ولتاژهای لینک dc خازن ها به کنترل های PWM پیچیده ای نیاز دارد. وقتی از اینورتر چند سطحی خازن های شناور استفاده می شود، مدار مبدل شامل المان های نسبتاً کم تری می شود با این وجود به دلیل خازن های زیاد حجم سیستم افزایش می یابد. مهمترین اشکال پیکربندی NPC توزیع نامساوی ولتاژ بین خازن های سری شده می باشد، که منجر به نامتعادلی خازن لینک DC می شود و اینکه برای سطوح ولتاژ بالا به تعداد زیادی دیود برشگر نیاز دارد.
در توپولوژی NPC با افزایش تعداد سطوح ولتاژ خروجی، محتوای هارمونیکی شکل موج خروجی کاهش خواهد یافت و اندازه فیلتر مورد نیاز کوچک خواهد شد. با توجه به اینکه قطعات در فرکانس اصلی، بدون افزایش در محتوای هارمونیکی کلیدزنی می شوند تلفات کلیدزنی پایین خواهد بود. امکان انتقال توان راکتیو وجود دارد زیرا موجب نامتعادلی در ولتاژ خازن ها نمی شود. این مبدل پاسخ دینامیکی سریعی دارد. امکان عملکرد پشت به پشت وجود دارد. همچنین با توجه به اینکه تمامی فاز ها از باس dc مشترک استفاده می کنند تعداد خازن مورد استفاده در این اینورتر کاهش خواهد یافت.
این مبدل معایبی نیز دارد، برای مثال با افزایش تعداد سطوح ولتاژ خروجی تعداد دیود های برشگر مورد استفاده افزایش خواهد یافت و در نتیجه ساخت این اینورتر پیچیده خواهد شد. انتقال توان اکتیو سبب ایجاد نامتعادلی در ولتاژ خازن های باس dc شده و در نتیجه سبب پیچیدگی کنترل آن خواهد شد. از آنجایی که روش های اضافی جهت ایجاد سطوح ولتاژ متفاوت در این نوع اینورتر نسبت به اینورتر خازن شناور وجود ندارد، مشکل تعادل ولتاژ خازن ها افزایش یافته است. بهره وری پایین از منبع ولتاژ موجود زیرا بیش ترین مقدار ولتاژ خروجی به نصف مقدار منبع ولتاژ محدود شده است. توزیع نامتقارن تلفات در بین ادوات نیمه هادی و ضرورت کاربرد فیلتر در خروجی به خصوص برای اینورتر سه سطحی از مشکلات این اینورتر می باشد. مهم ترین عیب ساختاری اینورتر چند سطحی برشگر دیودی سه سطحی توزیع نامساوی تلفات و درنتیجه دمای نامساوی ادوات نیمه هادی می باشد.
ب)مبدل CHB
CHB از چندین واحد تکفاز سلول های قدرت پل H با استفاده از دو پایه اینورتر موازی با منابع dc ایزوله شده ترکیب شده است. سلول های پل H معمولاً برای رسیدن به ولتاژ مطلوب و اعوجاج هارمونیکی پایین در طرف AC خودشان به صورت سری متصل می شوند. کنترل و عملکرد این اینورتر نسبت به دو مورد ذکر شده در بالا ساده و دارای ساختاری مقاوم است. به علت تداخل الکترومغناطیسی کم و بازده بالا با روش کنترل کلیدزنی فرکانس پایین، اینورتر چند سطحی CHB ، ساختار رایجی دارد و کاربردهای متنوعی در صنعت از قبیل، کاربرد در درایو با ولتاژ متوسط توان بالا و جبران ساز توان راکتیو پیدا کرده است.
این مبدل در مقایسه با سایر اینورتر های چند سطحی برای تعداد سطوح ولتاژ خروجی یکسان کمترین تعداد قطعات را دارد. هیچ دیود برشگر و خازن تعادل ولتاژی ندارد. در این اینورتر روش کنترلی و تجهیزات حفاظتی لازم برای هر پل مشابه هم هستند به طوری که امکان بسته بندی هر پل به صورت یک بسته وجود دارد. با افزایش تعداد اینورتر های تمام پل تک فاز می توان تعداد سطوح ولتاژ خروجی را افزایش داد و همینطور این مبدل پاسخ دینامیکی سریعی ایجاد می کند.
ساختار پل H کسکید شده به دلیل پیمانه ای بودن و سادگی کنترل برای کاربردهای ولتاژ بالا مناسب می باشد؛ اما در این پیکربندی به تعداد زیادی منبع مستقیم مجزا نیاز داریم، هر چند ساختارهای جدیدی برای کاهش تعداد منابع ولتاژ مجزا ارائه شده است. مبدل های کسکید پل H معایبی هم دارند از جمله نیاز به تعداد سویچ های الکترونیک قدرت زیاد که منجر به افزایش هزینه ها و پیچیدگی کنترل می شود و قابلیت اطمینان و بازده را کاهش می دهد. با وجود اینکه از کلیدهای ولتاژ پایین هم می توان در این مبدل ها استفاده کرد، هر کلید به یک مدار راه انداز و حفاظتی نیز نیاز دارد که در حالت کلی باعث پرهزینه تر و پیچیده تر شدن سیستم می شود. عیب عمده ی اینورتر چند سطحی سری می تواند هزینه ی آن ها به دلیل منابع ولتاژ dc زیاد به کار رفته در آن ها باشد.
در این مبدل امکان عملکرد پشت به پشت برای این اینورتر وجود ندارد زیرا موجب اتصال کوتاه دو اینورتر می شود. در این نوع اینورتر نسبت به اینورتر های سنتی در سیستم سه فاز تعداد کلید های بیشتری استفاده می شود به طوری که افزایش در این اینورتر ها منجر به افزایش تلفات، ناحیه نصب، هزینه و پیچیدگی کنترل اینورتر ها می شوند.
ج)مبدل MMC
مبدلهای NPC و FCC به علّت پیچیدگی فراوان در اتصال الکتریکی، توزیع تلفات و مشکلات متعادلسازی ولتاژ، به راحتی قابل گسترش به توان و ولتاژهای بالا نیستند. امروزه، مبدلهای چندسطحی مدولار MMC به عنوان بهترین مبدل منبع ولتاژVSC تلقی میشوند که در رنج وسیعی از توان و سطوح ولتاژ بالا با بازده بسیار عالی عمل میکنند. توپولوژی MMC کاربرد اصلی خود را در مبدلهای توان بالا و متوسط پیدا کرده است. این کاربردها به خاطر ویژگیهای خوب آن از جمله مدولاریتی، مقیاسپذیری و عدم وجود لینک DC ولتاژ بالا به علت توزیع انرژی بین خازن سلولها است. همه این دلایل MMC را به توپولوژی بسیار مناسب برای HVDC و FACTS تبدیل کرده است. به علت مدولار بودن، MMC به راحتی با استفاده از مدولهای بیشتر که به صورت سری متصل هستند، قابل توسعه به سطوح توان و ولتاژ بالا است. به علاوه، MMC توانایی مواجهه با توان اکتیو یا راکتیو و همچنین شبکه DC ولتاژ بالا بدون نیاز به ترانسفورمرهای بزرگ و حجیم را دارد. همچنین تلفات کلیدزنی برای این مبدل نسبت به NPC و FCC کمتر است. این ویژگیها باعث شده است که مبدلهای MMC توجه فراوانی را به خود جلب کنند و پتانسیل بسیار خوبی برای کاربردهای آینده نشان دهند. اما تعداد عناصر نیمه هادی به کار رفته در این ساختار نسبت به توپولوژیهای دیگر بیشتر است که البته با توسعه روش مدولاسیون و اصلاح ساختار این تعداد میتواند کمتر شود.
در مبدل های MMC مفهوم مدولاریتی، به راحتی قابل درک است. یعنی با استفاده از تعداد مدولهای موجود در هر شاخه این مبدل به توانهای مختلف و سطوح ولتاژ متفاوت مقیاس پذیر است. این ویژگی مشابه توپولوژی CHB است.
اگر مدولهای موجود در هر شاخه بیشتر از تعداد مورد نیاز باشد، افزونگی به راحتی حاصل و سلولهای معیوب کنار گذاشته میشوند. جریانهای داخلی بازوها بریده نمیشوند بلکه به صورت پیوسته جریان پیدا میکنند. سلفهای حفاظت در هر شاخه قرار داده میشوند. آنها عملکرد مبدل را مختل نمیکنند یا اضافه ولتاژ برای نیمه هادیهای ایجاد نمیکنند، زیرا جریانها بریده نمیشوند. علاوه بر این، سلف های شاخه ها جریان AC را زمانی که باس DC اتصال کوتاه شود محدود میکنند. مدولها تجهیزات دو طرفه هستند. نیازی نیست که خازن سمت DC با منبع انرژی تغذیه شود. این بدان معنا است که انتقال توان اکتیو و راکتیو از مبدل در هر جهتی یا هر ترکیبی امکانپذیر است. همینطور در این مبدل تلفات کلید زنی کم است. هیچ خازن بزرگ و حجیمی مورد نیاز نیست. انرژی بین خازن های مدول ها توزیع میشود. این ویژگی در جلوگیری از نتایج فاجعه آمیز در هنگام بروز خطا مزیت محسوب میشود.
مبدل MMC دارای قابلیت نصب سلولهای اضافه برای استفاده بعد از بروز خطا است و بنابراین قابلیت اطمینان آن نسبتا بالاتر از سایر مبدل هاست ، همچنین مقاومت آن در برابر خطا افزایش می یابد.
در این مبدل جریانهای بازوهای داخلی 𝐼𝑃 و 𝐼𝑁به شکل پیوسته هستند ولی این جریانها باعث ایجاد جریان چرخشی در داخل مبدل شده که در نوع خود مشکل ساز است.
امروزه کاربرد مبدلهای MMC برای درایوهای ولتاژ متوسط توجه بسیاری به خود جلب کرده است. ماهیت چند سطحی به کاهش ریپل جریان موتور و به تبع آن، ریپل گشتاور منتجه و همچنین کاهش اثرات ولتاژهای مود مشترک مثل جریان نشتی زمین و جریان یاتاقان کمک خواهد کرد.
از طرف دیگر مدار چندین عیب نیز دارد: نسبت به روشهای دیگر تعداد تجهیزات مورد نیاز معمولا بیشتر است. به تعداد مدولها خازن مورد نیاز است که معمولاً سایز قابل توجهی دارند. همینطور برای هر خازن مجزا در هر سلول باید کنترل ولتاژ صورت بگیرد که منجر به الزام محاسبات مهم میشود. باید توجه شود که چون مبدل MMC نوسانات AC در خازن مدولها ایجاد میکند، این توپولوژی برای بارهای گشتاور ثابت که گشتاور نامی در محدوده سرعت پایین نیاز دارند مناسب نخواهد بود.
مقایسه شبیه سازی ها
برای بررسی دقیق تر شبیه سازی ها، از بلوک دیاگرام زیر استفاده شده است که با دریافت جریان و ولتاژ، تمام پارامترهای مورد نیاز را محاسبه می کند.
Image may be NSFW. Clik here to view.
بلوک محاسبه کننده پارامترهای سیگنال
به ازای شبیه سازی 0.2 ثانیه، مقدار خروجی این بلوک را برای شبیه سازی های متفاوت مشاهده می کنید:
Image may be NSFW. Clik here to view.
خروجی بلوک محاسبه گر برای جریان و ولتاژ خروجی، در شبیه سازی های : a) MMC b) CHB c) ANPC
Image may be NSFW. Clik here to view.
خروجی بلوک محاسبه گر برای جریان و ولتاژ ورودی، در شبیه سازی های : a) MMC b) CHB c) ANPC
بررسی شکل موج ها
شکل موج ولتاژ خروجی 3 مبدل را داریم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
همانطور که مشخص است، شکل موج خروجی در هر 3 مبدل کاملا سینوسی بوده و عملکرد مناسبی دارند.
همچنین برای THD شکل موج ولتاژ خروجی داریم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
THD نهایی ولتاژ خروجی برای هر 3 مبدل در حدود 1% میباشد ولی THD در حالت گذرا متغیر است. در این بین، کمترین اورشوت را ANPC با 15% THD دارد. پس از آن CHB با حدود 18% و سپس MMC با 90% اورشوت که مقدار نسبتا زیادی می باشد.
شکل موج جریان ورودی 3 مبدل را داریم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل موج جریان ورودی بسیار مهم است. در صورت سینوسی نبودن جریان ورودی، توان راکتیو تولید یا مصرف می شود و باعث کاهش ضریب توان می گردد. بدین ترتیب علاوه بر مصرف بیشتر برق، ممکن است از طرف شرکت برق جریمه شوید. همینطور در صورتی که شکل موج سینوسی نباشد، مبدل جریان بیشتری را از شبکه می کشد که ممکن است باعث ایجاد خرابی در المان های حساس مدار مثلا خازن یا کلیدها شود.
همچنین برای THD شکل موج جریان ورودی داریم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
THD در مبدل های ANPC و CHB ثابت و به ترتیب 81% و 238% می باشد. این مقادیر بسیار بیشتر از حد استاندارد بوده و غیر قابل قبول می باشند. ولی مقدار نهایی THD در مبدل MMC پس از یک اورشوت و گذشتن از حالت گذرا در حدود 1.5% ثابت می شود که مقدار بسیار مطلوبی بوده و از این نظر از 2 مبدل دیگر عملکرد بسیار قابل قبول تری دارد.
شکل موج ولتاژ خروجی یکسوساز 3 مبدل را داریم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
توجه: در شکل بالا، ولتاژ خروجی یک سلول CHB و MMC پلات شده است.
برای بررسی دقیق تر شکل موج خروجی یکسوساز، از ضریب ریپل یا Ripple Factor استفاده می کنیم:
RF=Vac/Vdc
RF (Total)
RF (Cell)
0.3112
–
ANPC
1.28
0.4757
CHB
0.59
0.9524
MMC
با توجه به اینکه مبدل های CHB و MMC ماژولار و سلولی هستند، مقدار RF برای یک سلول و همینطور کل خروجی مبدل محاسبه شده است.
ضریب ریپل مبدل ANPC از مبدل CHB بسیار پایینتر بوده و در حدود یک چهارم آن می باشد. بنابراین از این جهت، این مبدل عملکرد بهتری دارد. ضریب ریپل یک سلول مبدل MMC حدود 2 برابر مبدل CHB و برابر 0.95 می باشد که چندان مقدار مطلوبی نیست. البته RF در حالت کلی، در مبدل MMC پایینتر از مبدل CHB می باشد.
شکل موج توان خروجی 3 مبدل را داریم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
3 مبدل مقدار نهایی یکسانی دارند و در حدود 5000 وات ثابت میمانند اما حالت گذرای MMC کمی متفاوت از CHB و ANPC است. MMC توان خروجی را به یکباره بالا نمیبرد و آرام آرام این کار را انجام میدهد که نکته مثبتی است، اما مقدار پیک توان در MMC در حدود 6500 وات است که 1500 وات از پیک دو مبدل دیگر بیشتر است.
شکل موج توان ورودی 3 مبدل:
Image may be NSFW. Clik here to view.
توان ورودی مبدل MMC بسیار کمتر از توان ورودی مبدل CHB و همینطور توان CHB بسیار کمتر از توان ANPC میباشد. در این حالت نیز توان مبدل MMC به آرامی افزایش می یابد که نکته مثبتی است.
همچنین با توجه به سینوسی بودن ورودی و خروجی، توان DC در هر دو سمت در تمام مبدل ها تقریبا صفر است.
بررسی راندمان
برای راندمان، داریم:
راندمان= Pout/Pin) * 100)
بنابراین برای بررسی راندمان کافی است توان خروجی و ورودی سیستم را محاسبه کنیم.
راندمان
Pin
Pout
6.26e-5
8100000000
5073
ANPC
5.03e-04
970000000
4885
CHB
0.0102
49200000
5016
MMC
راندمان مبدل MMC بسیار بیشتر از دو مبدل دیگر است، همینطور راندمان CHB حدود 10 برابر مبدل ANPC می باشد.
توجه: مقدار پیک ولتاژ و جریان ورودی در حدود 7200 ولت و 10000 آمپر است در حالی که همین مقادیر برای ولتاژ و جریان خروجی حدود 240 ولت و 50 آمپر می باشد، لذا توان ورودی بسیار بیشتر از توان خروجی می باشد و این امر موجب شده است راندمان سیستم در حد صفر کاهش یابد.
برای بررسی دقیقتر راندمان، بار را به صورت اهمی سلفی تغییر میدهیم. مقدار R را 5 اهم و L را 0.007 هانری در نظر میگیریم و تغییرات را مشاهده می کنیم.
راندمان
Pin
Pout
4.26e-5
8100000000
3450
ANPC
3.37e-4
970000000
3269
CHB
0.0085
49200000
4197
MMC
توان ورودی تغییری نکرده است ولی توان خروجی کاهش یافته. بنابراین به همان نسبت بازده نیز کاهش می یابد. بازده مبدل های ANPC و CHB در حدود 33% و بازده مبدل MMC در حدود 15% کاهش یافته است.
بررسی ضریب توان
In Power Factor
Out Power Factor
0.9949
1
ANPC
0.9999
1
CHB
0.9763
1
MMC
با توجه به مقاومتی بودن بار، ضریب توان خروجی در هر 3 مبدل 1 شده است. اما ضریب توان ورودی در مبدل ها کمی متفاوت بوده و برای مبدل MMC به 0.97 رسیده است. البته تمام مبدل ها از نظر ضریب توان استاندارد هستند.
برای بررسی دقیقتر ضریب توان، بار را به صورت اهمی سلفی تغییر میدهیم. مقدار R را 5 اهم و L را 0.007 هانری در نظر میگیریم و تغییرات را مشاهده می کنیم.
In Power Factor
Out Power Factor
0.9949
0.915
ANPC
0.9999
0.915
CHB
0.9763
0.915
MMC
ضریب توان ورودی تغییری نکرده است اما ضریب توان خروجی برای هر 3 مبدل کاهش یافته و به عدد 0.915 رسیده است. مقدار نهایی ضریب توان برای هر 3 مبدل ثابت است ولی در حالت گذرا، با یکدیگر تغییراتی دارند:
Image may be NSFW. Clik here to view.
مبدل های ANPC و CHB تقریبا PF ثابتی دارند در حالی که PF در مبدل MMC حتی تا 0.85 نیز کاهش می یابد و در نهایت پس از نوسانات به مقدار نهایی 0.915 می رسد.
بررسی تغییرات ناگهانی بار
برای تغییر دادن ناگهانی بار، از سیستم زیر استفاده می کنیم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
بدین ترتیب بعد از گذشت t ثانیه، بار RLC شماره 2 با بار شماره 1 سری می شود.
t را 0.2 ثانیه، بار اول را اهمی با R1=5 اهم و بار دوم را نیز اهمی با R2=5 اهم در نظر میگیریم. زمان شبیه سازی را نیز 0.4 ثانیه تنظیم می کنیم.
شکل موج جریان ورودی:
Image may be NSFW. Clik here to view.
ورودی تغییراتی نکرده است. توان، جریان و ولتاژ ورودی بدون تغییر مانده اند و مانند قبل هستند.
شکل موج ولتاژ خروجی در لحظه تغییر بار
Image may be NSFW. Clik here to view.
ملاحظه می شود پس از یک ریپل کوچک و با گذشت یک سیکل، شکل موج به حالت عادی باز می گردد و نوسانات شدیدی در ولتاژ مشاهده نمی کنیم.
Image may be NSFW. Clik here to view.
در شکل بالا شکل موج THD ولتاژ خروجی را مشاهده میکنید. طبق شکل، پس از گذشت 1 سیکل شکل موج به حالت سینوسی باز میگردد و پس از 3 سیکل یعنی 0.06 ثانیه THD به مقدار نهایی 1% می رسد.
در لحظه 0.2 ثانیه توان دچار نوسانات شدیدی شده و به شدت افزایش می یابد. توان تا بیش از 2 برابر مقدار خود در لحظه 0.2 ثانیه افزایش یافته و پس از آن با شیب آرامی کاهش می یابد و به مقدار نهایی 5800 وات در لحظه 0.4 ثانیه می رسد.
در کل، هر 3 مبدل عملکرد قابل قبولی در حین تغییرات بار داشتند و به سرعت در طی 1 سیکل به حالت نرمال بازگشتند. علاوه بر این، طبق شکل موجها هر 3 مبدل در حین تغییرات بار عملکرد نسبتا یکسانی دارند.
و انجام تمامی خدمات نرم افزاری توسط متخصصین مربوطه قابل انجام است.
بررسی تغییرات پس از مدار باز شدن یک کلید
اولین کلید از هر مبدل را پس از گذشت 0.2 ثانیه مدار باز میکنیم تا تغییرات را مشاهده کنیم.
برای مدار باز کردن از یک تابع پله و گیت اند استفاده شده است:
Image may be NSFW. Clik here to view.
بدین ترتیب که پس از گذشت 0.2 ثانیه خروجی تابع پله صفر شده و پالسی به کلید قدرت نمی رسد و عملا کلید مدار باز می شود.
برای ولتاژ خروجی داریم:
Image may be NSFW. Clik here to view.
در کل شکل موج های خروجی تغییری نکرده اند و پایدارند و این نشان از عملکرد مناسب هر 3 سیستم دارد. البته دلیل اصلی این امر، وجود مبدل های بعد از یکسوساز می باشد که سیستم را متعادل می کنند.
مهم ترین شکل موجی که تغییر می کند شکل موج ولتاژ خروجی یکسوساز است
Image may be NSFW. Clik here to view.
مشخصا شکل موج های ANPC و MMC تغییرات زیادی کرده اند ولی مبدل MMC ناپایدار شده و روند افزایشی پیدا کرده است. این موضوع بدین معناست که از نظر قابلیت اطمینان، مبدل MMC بسیار ضعیف عمل کرده و می تواند کل سیستم را به نقطه خطرناکی هدایت کند.
برای بررسی دقیق تر، ضریب ریپل مبدل های CHB و ANPC محاسبه شده است:
RF (Total)
RF (Cell)
0.2342
–
ANPC
1.08
0.4217
CHB
طبق جدول، ضریب ریپل برای تمامی مقادیر کاهش و طبق شکل موج مقدار DC آن کمی افزایش یافته است. بنابراین تحت خطای مدار باز یک کلید، مبدل های ANPC و CHB عملکرد خوبی دارند اما مبدل MMC ناپایدار شده و امکان خرابی در کل سیستم وجود دارد.
شکل موج جریان ورودی پس از مدارباز شدن یک کلید:
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل موج THD جریان ورودی پس از مدارباز شدن یک کلید:
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل موج THD جریان ورودی پس از مدارباز شدن یک کلید:
Image may be NSFW. Clik here to view.
طبق شکل موج ها مبدل MMC با اینکه دارای THD بسیار پایینی بود این THD در حال افزایش است و ناپایدار به نظر می رسد. ناپایدار بودن این مبدل از شکل موج توان ورودی نیز مشخص است که دائما در حال کاهش بوده و به سمت صفر میل می کند.
مبدل ANPC پس از یک سیکل به حالت عادی برگشته و THD جریان آن نیز افزایش نمی یابد. همینطور توان ورودی نیز در این مبدل ثابت است. شکل موج CHB پس از قطع کلید دچار نقص شده و در نیم سیکل دوم قسمتی از جریان ها را از دست می دهیم. در این حالت نه تنها THD حدود 40% افزایش می یابد، بلکه جریان دیگر سینوسی نیست و مقدار DC دارد. مقدار DC جریان ورودی برابر با 60000 آمپر بوده که مقدار نسبتا زیادی هست. بنابراین مبدل CHB نیز تحت قطع یک کلید عملکرد خوبی نداشته و تنها مبدلی که عملکرد قابل قبولی دارد مبدل ANPC می باشد.
بررسی تغییرات پس از نوسانات منبع
برای ایجاد تغییرات در اندازه ولتاژ منبع، از سیستم زیر استفاده می شود:
Image may be NSFW. Clik here to view.
بدین ترتیب در زمان 0.2 ثانیه، منبع ولتاژ 2 وارد مدار شده و ولتاژ ورودی را به اندازه 25% منبع ولتاژ اصلی یعنی 1800 ولت کاهش می دهد و به اندازه 5400 ولت میرساند. سپس در لحظه 0.4 ثانیه منبع سوم وارد مدار شده و و ولتاژ ورودی را به اندازه 25% منبع ولتاژ اصلی یعنی 1800 ولت افزایش می دهد و به اندازه 9000 ولت میرساند.
شکل موج ولتاژ ورودی:
Image may be NSFW. Clik here to view.
شکل موج جریان ورودی و THD جریان ورودی
Image may be NSFW. Clik here to view.
Image may be NSFW. Clik here to view.
اندازه جریان ورودی با تغییر ولتاژ تغییر می کند ولی THD آن ثابت می ماند. THD پس از 1 سیکل به مقدار نهایی می رسد و نوسانات زیادی نیز ندارد.
شکل موج ولتاژ خروجی و THD ولتاژ خروجی
Image may be NSFW. Clik here to view.Image may be NSFW. Clik here to view.
طبق شکل موج ها، ولتاژ خروجی مبدل MMC و ANPC بسیار پایدار بوده و تغییری نمی کند. در حالی که مبدل CHB بسیار تغییر می کند و حتی THD تا 20% نیز افزایش می یابد.
شکل موج توان ورودی:
Image may be NSFW. Clik here to view.
توان ورودی هر سه مبدل نسبتا پایدار بوده و دقیقا مطابق کاهش و افزایش ولتاژ، کم و زیاد می شود.
توان خروجی مبدل های ANPC و MMC در کل ثابت است ولی در لحظه 0.4 در زمانی که ولتاژ ورودی به 9000 ولت می رسد، توان خروجی مبدل CHB در حدود 100% افزایش می یابد که نشان از عملکرد نامطلوب این مبدل تحت اضافه ولتاژ را دارد.
شکل موج ولتاژ DC
Image may be NSFW. Clik here to view.
مطابق انتظار ما، ولتاژ خروجی یکسوسازها دقیقا مطابق با افزایش یا کاهش ولتاژ ورودی تغییر می کنند.
اگر روی ویندوز خود چند نسخه از متلب را نصب دارید, احتمالا با مشکل انتخاب نسخه پیش فرض برای فایلهای متلب برخورده اید.
مثلا ورژن های 2015b , 2018a و 2020b را روی ویندوز خود نصب دارید و فایل های متلب به صورت پیش فرض با متلب 2015 باز می شوند و قصد داریم به صورت پیش فرض فایلهای متلب با متلب 2020b باز شوند.
چندین راهکار عمومی برای این کار وجود دارد, اما یک راه حل عمومی و یک راه حل تخصصی مربوط به متلب را در این پست به اشتراک می گذاریم.
راهکار عمومی انتخاب پیش فرض یک ورژن متلب
روی فایل متلب با پسوندی که مدنظر هست, راست کلیک کنید.
مثلا m file و slx و یا mdl و…
همانند تصویر زیر:
Image may be NSFW. Clik here to view.
همانند تصویر فوق Properties را انتخاب کنید. پنجره ای به شکل زیر ظاهر میشود:
Image may be NSFW. Clik here to view.
روی دکمه Change کلیک کنید. با پنجره زیر مواجه خواهید شد.
Image may be NSFW. Clik here to view.
به تصویر بالا دقت کنید, هم اکنون ام فایل متلب به نرم افزار متلب 2018a بصورت پیش فرض باز میشود. اگر بخواهیم به صورت پیش فرض با متلب 2015b باز شود. از همینجا متلب 2015b را انتخاب می کنیم و OK می کنیم.
اما اگر ورژن دیگری از متلب را نصب دارید و قصد دارید آنرا انتخاب کنید باید More apps را کلیک نمایید.
Image may be NSFW. Clik here to view.
و گزینه Look fore another app on this PC را انتخاب کنید.
فقط کافیست به مسیر نصب ورژن مورد نظر متلب بروید و از پوشه bin فایل matlab.exe را انتخاب نمایید.
سپس ok و بعد apply را کلیک می کنیم.
آموزش فوق بر روی ویندوز 10 تهیه شده ولی در همه ویندوزها مراحل همین هست.
در این پست قرار هست هر آنچه در متلب 2022a جدید هست معرفی کنیم و در آخر این پست متلب 2022a را جهت دانلود رایگان به همراه لایسنس معتبر در دسترس قرار دهیم.
آموزش نصب متلب 2022a بزودی در پایین همین پست منتشر خواهد شد.
متلب چیست؟
متلب (MATLAB) یک زبان برنامهنویسی با کارایی بالا برای محاسبات فنی است. محاسبات، رسم انواع نمودارها، تجسم و برنامه نویسی را در محیطی با کاربری آسان که در آن مسائل و راه حل ها با نمادهای ریاضی آشنا بیان می شوند، ادغام می کند. کاربردهای متداول متلب عبارتند از:
ریاضیات و محاسبات
توسعه الگوریتمها
مدلسازی، شبیهسازی و نمونهسازی
آنالیز داده، جستجو و تجسم
نمودارهای علمی و مهندسی
توسعه نرمافزار که شامل رابط گرافیکی کاربر (GUI) میشود
متلب یک سیستم تعاملی برمبنای آرایه و ماتریس میباشد و این امکان را می دهد که بتوانید بسیاری از مسائل محاسبات فنی، به ویژه آنهایی را که دارای فرمول های ماتریسی و برداری هستند، در کسری از زمانی که برای نوشتن یک برنامه در یک زبان برنامهنویسی دیگر مانند C یا FORTRAN نیاز است، حل کنید. نام این نرمافزار مخفف آزمایشگاه ماتریس (Matrix Laboratory) میباشد.
متلب در طی سالیان متمادی با توسط بسیاری از کاربران تکامل یافته است. در محیط های دانشگاهی، ابزار آموزشی استاندارد برای دوره های مقدماتی و پیشرفته در ریاضیات، مهندسی و علوم میباشد. در صنعت، متلب ابزار مناسبی برای تحقیق، توسعه و تجزیه و تحلیل با بهره وری بالا است.
این نرم افزار شامل جعبهابزارهای فراوانی که به کاربران این اجازه را میدهد تا به صورت مطمئن و دقیق، مدلسازی حوزه تخصصی خود را فرا بگیرند. جعبه ابزار مجموعه ای جامع از توابع متلب (M-file) هستند که محیط متلب را برای حل کلاس های خاصی از مسائل گسترش می دهند. این جعبه ابزارها در حوزههای مختلفی مانند پردازش سیگنال، سیستم های کنترل، شبکه های عصبی، منطق فازی، موجک ها، شبیه سازی و بسیاری موارد دیگر در دسترس هستند.
چه چیزی در متلب 2022a جدید است؟
ابتدا توجه شما را به ویدیوی منتشر شده از سوی شرکت سازنده متلب جلب می نماییم:
شرکت متورکز در هر نسخه ابزارها و آپدیت های جدیدی را اضافه می کند که در زیر به آنها می پردازیم.
جعبه ابزار بلوتوث (Bluetooth) : با استفاده از این ابزار میتوان سیستم های ارتباطی بلوتوثی را شبیه سازی, تجریه و تحلیل و آزمایش کرد.
جعبه ابزار DSP HDL : طراحی برنامه های پردازش سیگنال دیجیتال برای FPGA، ASIC و SoC
جعبه ابزار ارتباطات صنعتی (Industrial Communication) : تبادل داده از طریق OPC UA، Modbus، MQTT و سایر پروتکل های صنعتی
RoadRunner Scenario: ایجاد و پخش سناریوهایی برای شبیه سازی رانندگی خودکار
Wireless Testbench: برنامه های مرجع بی سیم را در زمان واقعی بر روی سخت افزار SDR کاوش و آزمایش کنید.
·جمع بندی سایت متلبی در مورد متلب 2022a
نرم افزار متلب یک محیط برنامه نویسی با قابلیت مدلسازی و شبیه سازی انواع سیستمهای تخصصی در حوزههای گوناگون است. وجود جعبه ابزارهای مختلف قابلیت اطمینان بیشتری را در صحت شبیه سازیها ایجاد نموده است و شبیه سازیهای تخصصی را آسانتر نموده است. با پشتیبانی متلب از انواع بردها و سخت افزارها، امکان انجام پروژه های عملی و زمان-واقعی فراهم آمده است. همچنین این نرم افزار قابلیت پشتیبانی از سایر زبانهای برنامه نویسی به ویژه پایتون را دارا است. با استفاده از رابط گرافیکی کاربر میتوان انواع نرم افزارها را توسعه داد. در هر نسخه جدیدی که از این نرم افزار ارائه میگردد جعبه ابزارها و امکانات جدیدی به آن اضافه شده و همچنین قابلیتهای پیشین این نرم افزار و عملکرد آن بهبود داده میشود. تمام این ویژگیها، متلب را به نرم افزار شماره 1 در بین دانش پژوهان و به ویزه رشته های فنی مهندسی و همچنین یکی از نرم افزارهای کاربردی در صنعت تبدیل نموده است.
سیستم مورد نیاز برای نصب متلب 2022b
سیستم عامل
ویندوز 11
ویندوز 10 (نسخه 1909 یا بالاتر)
ویندوز سرور 2019
توجه :
ویندوز 7 دیگر پشتیبانی نمی شود
ویندوز سرور 2016 دیگر پشتیبانی نمی شود
پردازنده
حداقل : هر پردازنده Intel یا AMD x86-64
توصیه : هر پردازنده Intel یا AMD x86-64 با چهار هسته منطقی و پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل AVX2
دیسک
حداقل: 3.6 گیگابایت فضای دیسک فقط برای متلب، 5-8 گیگابایت نصب معمولی متلب
هارد SSD توصیه می شود.
نصب کامل همه محصولات MathWorks ممکن است تا 31.5 گیگابایت فضای دیسک را اشغال کند
رم
حداقل : 4 گیگابایت
توصیه شده : 8 گیگابایت
برای پلی اسپیس، 4 گیگابایت در هر هسته توصیه می شود
گرافیک
کارت گرافیک خاصی لازم نیست.
کارت گرافیک شتابدار سختافزاری که از OpenGL 3.3 با 1 گیگابایت حافظه GPU پشتیبانی میکند، توصیه میشود.
دانلود رایگان متلب 2022a
لینک دانلود Mathworks Matlab R2022a (9.12.0) Windows x64
اشتراک این مطلب