أسـاسـيـات الـمـحـاكـاة فـي الـمـاتـلاب: تـحـلـيـل نـمـوذج نـظـام الـتـحـكـم

في هذا القسم ...

" فتح نموذج العمل "

" نظرة عامة على نموذج العمل "
" الأنظمة الفرعية في نموذج العمل "
" الأنظمة الفرعية و الأقنعة "
" إنشاء نظام فرعي "
" إنشاء قناع لنظام فرعي "

فتح نموذج العمل

نموذج العمل في هذا المثال يسمى sldemo_househeat. وهو نموذج لنظام تدفئة تحكم بدرجة الحرارة في منزل.
ابدأ بتشغيل الماتلاب ومن ثم اكتب في سطر الأوار sldemo_househeat ليفتح محرر المحاكاة نموذج العمل.

نظرة عامة على نموذج العمل

إن النموذج الأخير يعرف :

البيئة الخارجية المتغيرة.
السلوك الحراري لدرجة الحرارة المتغير في المنزل.
نظام التدفئة.

ويسمح لك بمحاكاة ومعرفة تأثير تغير درجة الحرارة في الوسط الخارجي وكذلك تأثير جهاز تنظيم درجة الحرارة على درجة الحرارة الداخلية في المنزل وتكاليف التدفئة التراكمية.

نموذج المثال يتضمن العديد من الصناديق المتشابهة التي استخدمها في بناء نموذجك البسيط السابق وهذه الصناديق تتضمن :

راسم الإشارة Scope و المسمى (PlotResults) في أقصى اليمين - يتم فيه عرض نتائج المحاكاة.
مجمع mux في الجهة اليمنى أسفل النموذج - يدمج إشارتي درجة حرارة الخارج و الداخل لإظهارهما كإشارة واحدة على الراسم scope.
منبع إشارة جيبية Sine wave والمسمى (Daily Temp Variation) في الجهة اليسرى أسفل النموذج - يؤمن إحدى منابع المعطيات في النموذج.

في النموذج, يتم ضبط جهاز قيمة درجة الحرارة في جهاز تنظيم درجة الحرارة على 70 درجة فهرنهايت. , والتقلب في درجة الحرارة في الخارج يتم تمثيله بمنبع إشارة جيبي مع مطال 15 درجة لدرجة الحرارة الأساسية المساوية لـ 50 درجة.

يتم تأمين مصادر الدخل (المنابع) للنموذج بالاعتماد على صندوقين ثوابت "Constant" والمسمى (Set Point and Avg Outdoor Temp), ومنبع الإشارة الجيبية المسمى (Daily Temp Variation).

الأنظمة الفرعية في نموذج العمل

النظام الفرعي ذو تقسيم هرمي للصناديق ضمن نظام فرعي واحد. إن النظام المدروس يستخدم الأنظمة الفرعية لـ :

تبسيط مظهر المخطط الصندوقي.
إنشاء مكونات قابلة لإعاد الاستخدام.
تخصيص مظهر الصناديق.

نموذج العمل يستخدم الأنظمة الفرعية التالية : منظم درجة حرارة Thermostat, سخان Heater, منزل House, محول درجة حرارة Fahrenheit to Celsius وآخر معاكس.

أولاً : في سطر الأوامر في الماتلاب اكتب : sldemo_househeater.

ثانياً : الأنظمة الفرعية قد تكون معقدة وتحوي العديد من الصناديق ضمنها. على سبيل المثال لفتح النظام الفرعي للمنزل, اضغط نقرة مزدوجة على الصندوق الخاص بالمنزل House.

النظام الفرعي للمنزل يستقبل تدفق الحرارة و الحرارة الخارجية كمدخلات, والتي تستخدم لحساب درجة حرارة الغرفة. يمكن أيضاً وضع هذه الصناديق في المستوى العلوية الرئيسي sldemo_househeat, ولكن تقسيمهم لأنظمة فرعية يساعد على تبسيط المخطط الصندوقي وترتيبه.

ثالثاً : النظام الفرعي يمكن أن يكون أيضاً بسيط ويحوي فقط بعض صناديق. كمثال افتح النظام الفرعي لجهاز تنظيم درجة الحرارة Thermostat بالضغط بشكل مزدوج على الصندوق الخاص به.

هذا النظام الفرعي يمثل عملية تنظيم درجة الحرارة, بتحديد متى نظام التدفئة يجب أن يعمل أو يتوقف. وهو يتضمن فقط صندوق ريليه. ولكنه منطقياً يمثل جهاز تنظيم درجة الحرارة Thermostat في المخطط الصندوقي.

الأنظمة الفرعية و الأقنعة

إن نموذج العمل يحوي نظامين فرعين لتحويل قيمة درجة الحرارة. هذا النظام الفرعي يحول حرارة الداخل و الخارج من فهرنهايت إلى سليسوس.

أولاً : اضغط بشكل مزدوج على الصندوق الخاص بتحويل درجة الحرارة وسيفتح لك الشكل المبين.

ثانياً : لاستعراض مضمون الصندوق, اختر صندوق F2C واختر Diagram > Mask > Look Under Mask. وسيعرض محرر المحاكاة ما خلف الصندوق, كما في الشكل.

إنشاء نظام فرعي

النظام الفرعي يسمح لك بتقسيم الصناديق المترابطة في صندوق واحد. وهم أيضاً قابلين لإعادة الاستخدام, بتطبيق الخوارزمية و استخدامها في عدة أوقات.

لإنشاء نظام فرعي :

استعرض الصفحة الرئيسية لنموذج العمل في محرر المحاكاة.
في نافذة النمذجة, اضغط واسحب صندوق حول الصندوق الأول و الثاني المسميان بـ : Set Point and F2C.
من قائمة محرر المحاكاة, اختر Diagram > Subsystem & Modeling Reference > Create Subsystem from Selection.

إنشاء قناع نظام فرعي

يمكنك أيضاً تخصيص شكل النظام الفرعي باستخدام المعالج المعروف بـ Masking. إن إنشاء قناع للنظام الفرعي يسمح باختيار أيقونات فريدة ومربعات حوار لصندوق النظام الفرعي. فكما هو مبين في المنزل و جهاز تنظيم درجة الحرارة يعرض أيقونات مخصصة توصف الفيزيائي الفيزيائية من الصندوق.

للقيام بذلك اتبع الخطوات :

في نافذة النموذج, اضغط بالزر الأيمن على النظام الفرعي الجديد. وفي قائمة المحتويات اختر Mask > Create Mask. وستفتح لك نافذة محرر القناع Mask.
في أسفل مربع حوار التحرير, وسع قائمة الأوامر. اختر disp (show text in center of block). وفي حقل تحرير الأوامر , اكتب كما يوضح الشكل.

... نتمنى لكم مشاهدة ممتعة ...