إنـشـاء نـمـوذج بـسـيـط

في هذا القسم ...

" نـظـرة عـامـة عـلـى نـمـوذج بـسـيـط " " إنـشـاء نـمـوذج بـسـيط " " ربـط الـصـنـاديـق في الـنـمـوذج " " مـحـاكـاة الـنـمـوذج "

نـظـرة عـامـة عـلـى نـمـوذج بـسـيـط 
بإمكانك استخدام المحاكاة لنمذجة النظم الديناميكية و محاكاة سلوك النماذج المختلفة. إن التقينات الأساسية التي تستخدمها لإنشاء نموذج بسيط هي نفس التقنيات التي سيتم استخدامها لبناء نموذج ضخم ومعقد. 
لإنشاء نموذج بسيط, تحتاج لأربع صناديق : 

• إشارة الدخل الجيبية Sine wave - لتوليد إشارة دخل النموذج.
• Intergrator عنصر تكامل - لمعالجة إشارة الدخل الجيبية.
• Mux - يجمع إشارات الدخل ويعالجها كإشارة واحدة.
• Scope - لإظهار الإشارات (عرضها رسومياً).

وبعد وصل الصناديق, محاكاة النموذج تكامل إشارة الدخل الجيبية وتعرض النتائج, مع الإشارة الأصلية.

 
يمكنك بناء النموذج البسيط بنفسك بسهولة, ابدأ بـ " إنشاء نموذج بسيط " فيما يلي.

إنـشـاء نـمـوذج بـسـيـط
خطوات إنشاء نموذج جديد تتلخص بالخطوات التالية :

1. انشئ نموذج جديد.
2. أضف الصناديق للنموذج.
3. انقل الصناديق إلى النموذج.

إنشاء نموذج جديد

قبل إنشاء النموذج يجب أن تقوم بتشغيل برنامج الماتلاب ومن ثم تشغيل المحاكاة.

1. ابدأ بتشغيل بيئة المحاكاة, بكتابة simulink في سطر الأوامر في الماتلاب.
2. من متصفح مكتبة المحاكاة اختر File -> New -> Model وسيتم فتح محرر محاكاة فارغ.
3. اختر File -> Save as. ليتم فتح مربع حوار الحفظ.
4. في اسم الملف اكتب File name, اكتب اسم نموذجك. على سبيل المثال simple_model. ثم اضغط حفظ.

تم الآن حفظ النموذج باسم simple_model. 

إضافة الصناديق للنموذج
لإنشاء النموذج, ابدأ نسخ الصناديق من متصفح مكتبة المحاكاة إلى محرر نموذج المحاكاة.  
أولاً : في متصفح مكتبة المحاكاة, اختر مكتبة المنابع sources. ليعرض لك المتصفح الصناديق في مكتبة المنابع في الجزء الأيمن للشاشة.
ثانياً : اختر صندوق الإشارة الجيبية Sine wave

وقم بسحب صندوق الإشارة الجيبية إلى نافذة النموذج. 

ثالثاً : أضف الصناديق التالية لنموذجك, استخدم نفس الأسلوب الذي قمت فيه بإضافة صندوق الإشارة الجيبية.

المكتبة	الصندوق
Sinks المصبات	Scope  راسم الإشارة
Continuous النظم المستمرة	Integratorعنصر تكامل
Signal Routing	Mux المجمع

نموذجك الآن يحوي الصناديق اللازمة.

 

انقل الصناديق إلى النموذج 

قبل وصل الصناديق في النموذج, يجب ترتيبها بشكل منطقي لإنشاء اتصالات الإشارات منتظمة ومستقيمة قدر الإمكان.

انقل صندوق راسم الإشارة ليمين المجمع.  لنقل صندوق في المحرر اتبع أحد الأسلوبين:

• اضغط واسحب الصندوق.
• اختر الصندوق ومن ثم الأسهم لتحريك الصندوق (من لوحة المفاتيح).

انقل منبع الإشارة الجيبية و صندوق التكامل لقبل صندوق المجمع.  وسيكون شكل نموذجك كما في الشكل السابق.

الخطوة التالية هي ربط الصناديق بواسطة خطوط الإشارة.

ربـط الـصـنـاديـق في الـنـمـوذج  

• ربط الصناديق في النموذج.
• رسم الخطوط بين الصناديق.
• رسم خطوط فرعية.

ربط الصناديق في النموذج

بعد إضافة الصناديق لنموذجك, بإمكانك توصيلهم. خطوط الوصل تمثل الإشارات في النموذج. 

أغلب الصناديق يمكك قوس زاوي على أحد الطرفين أو كلاهما. هذا القوس الزاوي يمثل منافذ الدخل و الخرج : 

• الـ > إشارة تشير إلى خرج الصندوق.
• الـ < إشارة تشير إلى دخل الصندوق.

رسم الخطوط بين الصناديق

 قم بتوصيل الصناديق برسم الخطوط بين منافذ الخرج و منافذ الدخل. 

1. ضع مؤشر الماوس على منفذ الخرج في الجهة اليمنى من إشارة الموجة الجيبية. سيتغير المؤشر ليصبح بالـ (+).
2. اضغط و اسحب الخط من منفذ الخرج إلى منفذ الدخل العلوي للمجمع. أثناء سحب خط بزر الماوس, خط الاتصال سيبدو كنقاط حمراء.
3. ثبت مؤشر الماوس على منفذ الدخل. في المحاكاة يتم التوصيل بين الصناديق بواسطة الأسطر التي تشير لاتجاه تدفق الإشارات.
4. وصل منفذ خرج عنصر التكامل إلى منفذ الدخل للمجمع. 

• اختر صندوق التكامل.
• اضغط وثبت على زر Ctrl.
• اختر صندوق المجمع mux.

صندوق التكامل يوصل بشكل تلقائق مع صندوق المجمع mux بخط إشارة.

ملاحظة : الاختصار Ctrl + click مفيد في حال نريد وصل الكثير من الصناديق المنفصلة, وعند التعامل مع نماذج معقدة.

أخيراً وصل خرج المجمع إلى راسم الإشارة scope.

رسم خطوط فرعية

أن تقريباً اكتمل النموذج, عدا خط توصيل واحد. لإنهاء النموذج, تحتاج لتوصيل صندوق الإشارة الجيبية إلى صندوق عنصر التكامل. هذا التوصيل الأخير مختلف عن التوصيل الثلاثة الأخرى, والتي جميعها تصل منافذ الخرج إلى منافذ الدخل. لأن منفذ الخرج لصندوق الإشارة الجيبية هو موصل, يجب عليك توصيل هذا الخط إلى دخل صندوق عنصر التكامل. هذا الخط الجديد يدعى بـ الخط الفرعي, والذي يحمل نفس الإشارة التي تتمرر من صندوق الإشارة الجيبية إلى صندوق المجمع.

1. ضع مؤشر الماوس على الخط بين صندوق الإشارة الجيبية والمجمع. واضغط زر الماوس الأيسر.
2. اضغط على زر Ctrl واسحب المؤشر لتشكيل خط شاقولي مقاطع للخط الأصلي وحاذي منفذ الدخل لصندوق التكامل.
3. باستخدام الؤشر في النهاية للخط المنقط, حرك المؤشر باتجاه عنصر التكامل حتى يتوصل مع الصندوق.

 

بعد إنهاء بناء النموذج يمكنك محاكاة السلوك الديناميكي للنموذج. انظر الفقرة التالية.

مـحـاكـاة نـمـوذج بـسـيـط

• ضبط إعدادات المحاكاة.
• تشغيل المحاكاة و تدقيق النتائج.

ضبط إعدادات المحاكاة

قبل محاكاة النموذج, يجب ضبط الإعدادات. حدد الإعدادات مثل زمن التوقف, والمحلل, استخدم مربع الحوار ضبط البارامترات. 

1. في محرر المحاكاة, اختر Simulation -> Model Configuration Parameters. ومربع الحوار الخاص بضبط البارمترات سيفتح في جزء المحلل Solver. 
2. في حقل زمن التوقف Stop time, ضع القيمة 20. في حقل حجم الخطوة الأعظمي Max Step size ضع 0.2.
3. اضغط موافق.

تشغيل المحاكاة و تدقيق النتائج

بعد ضبط إعدادات النموذج, فإن نموذج المحاكاة أصبح جاهزاً للتشغيل و عرض النتائج. 

1. في محرر المحاكاة, اختر Simulation > Run. يتم عندها تشغيل المحاكاة. وتتوقف المحاكاة عند الوصول لزمن التوقف الذي تم تحديده من الإعدادات.
2. اضغط بزر الماوس على راسم الإشارة ضغطة مزدوجة, ليفتح ويعرض نتائج المحاكاة. الرسم يبين الإشارة الجيبية مع إشارة التجيب الناتجة عن التكامل.

يمكنك تغيير بارامترات راسم الإشارة بالضغط على Parameters في اعلى شاشة الراسم. لتظهر لك الشاشة المبينة بالشكل التالي, اختر Style. ولاحظ كيف يمكنك تغيير لون المحاور/الشكل, وكذلك نوع الخط وسمكه ونوع الإشارة العلامة.

.. مجموعة من الفيديوهات التوضيحية التي توضح أهم المفاهيم والتقنيات في المحاكاة ..
المحلل Solver

تطوير نموذج هجين

تنسيق وترتيب النموذج

مثال شامل