احتمالا شما هم نام سیمولینک (Simulink) را در دانشگاه و یا کارگاه­‌های آموزشی شنیده­‌اید­، نرم افزاری بسیار پرکاربرد که آوازه­‌اش تقریبا به بیش از 20 سال می رسد.

امروز می خواهیم باهم مروری داشته باشیم بر اینکه سیمولینک چیست و چرا باید آن را یاد گرفت.

آنچه که در این نوشتار خواهید خواند؛

• متلب چیست
• کاربرد نرم افزار متلب
• تعریف دقیق تر سیمولینک
• تاریخچه
• چرا Simulink
• ریاضیات مادر همه
• تخصص در عین گستردگی
• محیط کاری
• کار به صورت چند حوزه‌ای
• ماشین زمان
• آنالوگ و دیجیتال
• کاربرد
• توسعه‌پذیری
• مقاله نویسی
• سیمولینک و متلب در ایران
• وجه بین المللی
• قیمت پکیج کامل سیمولینک

پیشنهاد ویژه

به شما پیشنهاد می کنیم حتما از آموزش سیمولینک متلب (جامع ترین آموزش شبیه سازی در نرم افزار متلب) دیدن نمایید.

آموزش سیمولینک متلب

در ابتدا اجازه دهید کار را با یک ویدیو کوتاه که توسط تیم PowerEn به فارسی ترجمه و زیرنویس شده است آغاز نماییم.

دانلود مستقیم ویدیو سیمولینک چیست – HD | با حجم 27 مگابایت

سیمولینک درواقع قسمتی از نرم افزار متلب (Matlab) می باشد، اینکه نرم افزار متلب چیست و چه کاربردی دارد بحث امروز ما نیست با این حال بد نیست که به صورت مختصر نگاهی به متلب داشته باشیم؛

متلب چیست

لوگو سیمولینک متلب

متلب یک نرم افزار حرفه ای و سطح بالا برای محاسبات عددی، تجسمات و برنامه نویسی می باشد. با استفاده از نرم افزار متلب شما می توانید داده ها را تجزیه و تحلیل کنید و به توسعه و رسم الگوریتم ها بپردازید. همچنین نرم افزار Matlab قابلیت ایجاد مدل ها و برنامه های کاربردی، زبان و ابزار و مدیریت توابع ریاضی را دارا می باشد.

کاربرد نرم افزار متلب

از ویژگی های بارز نرم افزار Matlab؛ تجزیه و تحلیل روش های متعدد و رسیدن به روش سریع تر حل مسئله می باشد. این امکان با صفحات گسترده و زبان های برنامه نویسی مانند؛ C،  C++ و یا جاوا طراحی شده است. از این برنامه می توانید برای شبیه سازی اداوت قدرت، پردازش سیگنال و ارتباطات، پردازش تصویر و ویدئو، سیستم های کنترل، اندازه گیری و تست، امورمالی، محاسباتی، زیست شناسی و … استفاده کنید.

برای اجرای سیمولینک شما نیاز به نصب کامل نرم افزار متلب دارید

تعریف دقیق‌تر سیمولینک

حال که با متلب به صورت مختصر آشنا شدیم بهتر است به سراغ بحث اصلیمان یعنی سیمولینک باز گردیم. سیمولینک درواقع یکی از محصولات شرکت MathWorks می باشد و به دلیل تحلیل در محیط گرافیکی در دسته­ی نرم افزارهای گرافیکی قرار می گیرد.

تاریخچه

محیط تحقیقاتی سیمولینک متلب

برخی از افراد تصور می کنند که سیمولینک از آغاز، همراه متلب ارائه نشده است، این طرز تفکر به صورت رسمی صحیح می باشد چرا که سیمولینک در نسخه 2002 متلب رونمایی شد.

اما آیا به راستی سیمولینک قبل از آن در نرم افزار متلب حضور نداشت؟

پاسخ خیر است چرا که در همان سال 2002 نخستین ورژن سیمولینک با شماره Simulink 5.0.2 ارائه شد!، این عدد نشان می دهد که سیمولینک عملا در سال 1996 در متلب حضور داشته و صرفا در سال 2002 به صورت رسمی از آن رونمایی شده است.

درحال حاضر آخرین نسخه سیمولینک با “اسم” کلی نرم افزار متلب قابل شناسایی می باشد (2020b) به این صورت که در ابتدا “سال” و پس از آن حروف “a” یا “b” ظاهری می شوند.

“a” به معنی عرضه شده در 6 ماه نخست سال بوده و از طرف دیگر “b” به معنای عرضه شده در 6 ماه دوم سال می باشد، به این ترتیب آخرین نسخه نرم افزار متلب و سیمولینک در سال جاری، ورژن 2019b می باشد.

نسخه های جدید متلب به دلیل زمان بر بودن تهیه کرک آنها معمولا با تاخیر 3 ماهه قابل دسترس هستند

چرا Simulink

ارتباطات بی سیم در سیمولینک

سیمولینک رفته‌­رفته قدرتمند شد و به جایی رسید که رسما تبدیل به یک رقیب برای نرم افزارهای تخصصی سایر رشته ها گشت، این پیشرفت به حدی بود که سایر شرکت ها از این رقابت بازماندند.

شاید بپرسید چرا سیمولینک به این سرعت رقبا را پشت سر گذاشت؟

پاسخ این سوال در دو گذاره بسیار مهمِ؛ سرمایه گذاری عظیم و نیروی کاملا متخصص نهفته است.

شرکت آمریکایی مت­ورکس کار خود را در دانشگاه های برتر آمریکا آغاز کرد و این به معنی داشتن به روزترین متخصصین و از طرفی ارزان ترین آنها! می باشد، دانشجویان اصولا در انجام کارهای تحقیقاتی علاقه و اشتیاق خاصی دارند، این علاقه وافر منجر به تهیه یک بیس و اساس تحلیلی بر پایه ماتریس ها گشت، به این صورت که تمام تحلیل های صورت گرفته در متلب بر اساس روابط ماتریس ها انجام می پذیرند.

همین مسئله باعث می شود متلب به شدت یک نرم افزار ریاضیاتی تلقی شود و این امتیاز مثبت درحالی بود که تمام علوم مهندسی و تجربی را می توان در قالب ریاضیات تحلیل کرد.

ریاضیات مادر همه!

الکترونیک قدرت در سیمولینک

برای اینکه موضوع را شفاف تر مطرح کنیم اجازه دهید کار را با یک مثال ادامه دهیم، در مدارهای الکتریکی تحلیل ها همگی در راستای الکتریکال انجام می پذیرند با این وجود به راحتی می توان فرآیند حل مدار را به صورت ریاضی پیش برد، چرا که عملا تحلیل ها در پوسته ای از الکتریکال قرار گرفته اند، این مسئله در سطوح بالاتر در مقطع کارشناسی ارشد می تواند تحلیل المان محدود و یا حتی طراحی ماشین های الکتریکی در واحد درسی تئوری جامع به شمار آید.

این یک مثال برای مهندسی برق بود با این حال تمام رشته های دیگر نیز به این شکل با ریاضیات سروکار دارند و همین نقطه مشترک ارتباط آنها با ریاضیات است که سبب ظهور نرم افزاهای تخصصی شده است.

شرکت سازنده متلب، شرکت مت‌ورکس نام دارد. این شرکت در سال 1984 بنیان نهاده شد و هم‌اکنون دارای بیش از 2000 نفر پرسنل است. دفتر مرکزی این شرکت در شهر Natick در ایالت ماساچوست آمریکا قرار دارد

شرکت مت­ورکس از طرف دیگر در جذب سرمایه به خوبی عمل کرد و درنهایت توانست سهم به سزایی از بازار تخصصی در رشته ها و گرایش های کاربردی را ازآن خود نماید.

تخصص در عین گستردگی

اینترنت اشیاء در سیمولینک

اولین نکته که به ذهن می رسد ممکن است تردیدی باشد در تخصصی بودن نرم افزار متلب! چرا که متلب در تمام رشته ها فعال می باشد.

با این حال نرم افزار متلب همچنان گزینه شماره یک انتخاب متخصصین در بسیاری از رشته ها می باشد.

در این پست بیشتر تمرکز ما بروی رشته برق خواهد بود به همین جهت اجازه دهید مزیت های ویژه سیمیولینک را باهم بررسی کنیم؛

سیستم های غیرخطی همواره یکی از دغدغه­های مهندسین برق بوده است، خوشبختانه سیمولینک متلب به راحتی تمام تحلیل های غیرخطی در حوزه مهندسی برق را پوشش داده است و به همین دلیل به نرم افزار شماره یک مهندسی برق جهت ارائه مقاله تبدیل گشته است.

با استفاده از سیمولینک می‌توان رفتار یک سیستم را بدون نیاز به ساختن آن تحلیل نمود. در نتیجه یک مهندس برق با استفاده از سیمولینک می‌تواند علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه و زمان به بررسی تأثیر اغتشاشات یا سایر عوامل ورودی بر عملکرد یک سیستم بپردازد. همچنین شبیه‌سازی سیستم‌ها این توانایی را در اختیار می‌گذارد تا عکس‌العمل یک سیستم در صورت تغییر پارامترهای ورودی آن به خوبی شناخته شود. سیمولینک به صورت یک کتابخانه در نرم‌افزار MATLAB عرضه شده‌است که شبیه‌سازی توسط بلوک‌های این کتابخانه به صورت دیاگرام‌های بلوکی انجام می‌شود.

محیط کاری

پردازش تصویر در سیمولینک

بدون شک مهمترین ویژگی مثبت سیمولینک که عملا در محیط متلب از آن خبری نیست استفاده از شماتیک ها و بلوک های طراحی می باشد.

این محیط گرافیکی جذاب سبب شده تا کار کردن با سیمولینک نه تنها ساده شود بلکه بسیار لذت بخش گردد.

در نسخه های جدید متلب فراخوانی بلوک­ها نیز به شدت ساده تر شده به گونه ای شما کافیست در یک محیط خالی چند کلمه ابتدایی از نام بلوک مدنظرتان را وارد نمایید، پس از آن متلب به صورت جستجوی زنده بلوک مدنظر را برایتان قرار می دهد.

سرچ زنده در سیمولینک متلب

کار در محیط بلوک بندی شده و هوشمند سیمولینک سبب شده تا عیب یابی نیز راحت تر از همیشه گردد، به این صورت که پس از ورود به قسمت تحلیل خطاها، کافیست تا بروی ارور نمایش داده شده کلیک نمایید تا شما را به صورت خودکار به بلوک دارای ارور منتقل نماید.

خطا یابی در سیمولینک

کار به صورت چند حوزه‌­ای

پردازش سیگنال در سیمولینک

یکی دیگر از ویژگی های خارق‌العاده سیمیولینک امکان کار کردن در حوزه های متفاوت انرژی می باشد به این شکل که شما می توانید در یک پروژه؛ تحلیل مغناطیسی، الکتریکی، مکانیکی و … را با یکدیگر همزمان داشته باشید. این مسئله برای زیر مجموعه های انرژی نیز صادق است که در ادامه برای روشن تر شدن موضوع یک مثال می آوریم؛

تصور کنید می خواهیم یک نیروگاه بادی را در سیمولینک متلب پیاده سازی نماییم، در نیروگاه بادی ابتدا باید توربین طراحی شود (مکانیکی) پس از آن نیاز به یک ژنراتور داریم تا بتواند نیروی مکانیکی را به الکتریکی تبدیل نماید (ترکیبی از مغناطیس و الکتریکال)، پس از تولید برق باید فرکانس آن را با فرکانس شبکه تطبیق داد (الکترونیک قدرت) و …

برنامه متلب که زبان محاسبات فنی می باشد درحال حاضر توسط بیش از یک میلیون مهندس و دانشمند در صنعت و دانشگاه ها استفاده می شود

ماشین زمان

رباتیک در سیمولینک

ماشین زمان اصولا به معنای حرکت در زمان می باشد اتفاقی که در شبیه سازی های انجام شده در سیمولینک به راحتی امکان پذیر است، تصور کنید که می خواهید در بازه های مختلف زمانی، یک شبیه سازی را بررسی نمایید برای این کار کافیست زمان مدنظر خود را وارد کرده تا سوار بر ماشین زمان شده و به نقطه مدنظر برسید، این مسئله برای تحلیل های حالت گذرا به شدت کاربردی می باشد.

حرکت در زمان در سایر نرم افزارهای تخصصی به ندرت به چشم می خورد و علت آن نیز افزایش سطح پردازشی بوده که گاها سبب خطا در تحلیل­‌ها خواهد شد با این وجود نرم افزار متلب در این قسمت به خوبی عمل کرده و حین کار مشکلی به وجود نمی آید.

آنالوگ و دیجیتال

سیستم‌های کنترلی در سیمولینک

بدون کوچکترین دغدغه ای می توانید این دو نوع طیف متفاوت سیگنال را در سیمولینک متلب در کنار هم استفاده نمایید، ممکن است امروز این ویژگی بسیار خاص به نظر نرسد ولی در چندسال گذشته چیزی شبیه به رویا در نرم­افزارهای شبیه سازی می بود.

کاربرد

قرار بود این سرفصل را حذف کنیم چرا که سیمولینک متلب عملا برای هرچیزی که تصورش را کنید کاربردیست، هرچند همین ویژگی مثبت سبب شده حجم بسته نرم افزار متلب در گذر زمان از 200 مگابایت به بیش از 24 گیگابایت افزایش یابد!.

در صفحه رسمی سیمولینک در وب سایت متلب چند ویژگی برجسته شده که اگر با دقت به آپدیت های سال­های اخیر نگاهی بیاندازید متوجه می شوید که شرکت مت­ورکس برای سیمولینک مقاصدی مشخص در نظر گرفته است، برای آشنایی بیشتر شما این حوزه‌­ها را در ادامه نام برده ایم؛

• ارتباطات بی­سیم (Wireless Communications)
• الکترونیک قدرت – طراحی و کنترل (Power Electronics Control Design)
• سیستم های کنترلی (Control Systems)
• پردازش سیگنال (Signal Processing)
• رباتیک (Robotics)
• سیستم­های پیشرفته کمک راننده (سیستم های خودران) (Advanced Driver Assistance Systems)
• پردازش تصویر و بینایی رایانه‌­ای (Image Processing and Computer Vision)
• اینترنت اشیاء (Internet of Things)

سیمولینک متلب دارای جعبه ابزارهایی نیز جهت کمک به حل محاسبات تخصصی در حوزه­‌های متفاوت می باشد که در زیر برخی از محبوب‌ترین آنها را قرار داده ایم؛

• جعبه‌ابزار قدرت متلب، توابع و ابزارهای محاسبات مهندسی قدرت
• جعبه‌ابزار مخابرات متلب، توابع و ابزارهای محاسبات مهندسی مخابرات
• جعبه‌ابزار کنترل متلب، توابع و ابزارهای محاسبات مهندسی کنترل
• جعبه‌ابزار فازی متلب، توابع و ابزارهای محاسبات فازی
• جعبه‌ابزار محاسبات متلب، توابع و ابزارهای محاسبات عددی
• جعبه‌ابزار تخمین متلب، توابع و ابزارهای محاسبات بحث تخمین سیستم در مهندسی کنترل
• جعبه‌ابزار آمار متلب، توابع و ابزارهای محاسبات آمار
• جعبه‌ابزار جمع‌آوری داده متلب، توابع و ابزارهای جمع‌آوری داده
• جعبه‌ابزار شبکه عصبی متلب، توابع و ابزارهای محاسبات شبکه عصبی
• جعبه‌ابزار پردازش تصویر متلب، توابع و ابزارهای محاسبات پردازش تصویر
• جعبه‌ابزار پردازش صوت متلب، توابع و ابزارهای محاسبات پردازش صوت
• جعبه‌ابزار احتمالات متلب
• جعبه‌ابزار محاسبات سیمبولیک متلب
• جعبه‌ابزار کارگاه بی‌درنگ متلب، توابع و ابزارهای محاسبات سامانه‌های بی‌درنگ

توسعه‌­پذیری

سیستم‌های پیشرفته کمک راننده در سیمولینک

باتوجه به موارد گفته شده علت اینکه شرکت مت­‌ورکس توانسته تاکنون بدون رقیب پیشتاز باشد مشخص شد، با این حال نرم افزار متلب توسعه خود را تنها به تیم مستقر در آمریکا محدود نکرده است به این صورت که هر کس از هرجای دنیا می تواند با توجه به نیاز خود جعبه ابزار اختصاصی برای سیمولینک طراحی نمایید.

این ویژگی به گونه‌­ای شبیه به برنامه های متن باز می باشد با این تفاوت که هیچگاه هسته­‌ی اصلی نرم­افزار دست­‌خوش تغییرات نخواهد شد و تنها شاهد توسعه تولباکس‌­ها خواهیم بود.

معمولا برای ساخت یک تولباکس اختصاصی از Package Toolbox استفاده می شود که در ادامه ویدیویی کوتاه در این زمینه قرار گرفته است.

در این ویدیو در مورد خود تولباکس صحبتی نمی شود و فرض بر این است که شما عملگر مدنظر خود را کاملا پیاده سازی کرده و صرفا قصد انتشار آن را دارید؛

دانلود مستقیم ویدیو  Package Toolbox | با حجم 20 مگابایت

مقاله نویسی

بیش از 70% مقالات ثبت شده به صورت مستقیم یا غیر مستقیم از این نرم‌افزار استفاده کرده اند، این آمار خیره کننده در کنار نوآوری های جدید و بروز این نرم‌افزار نشان می دهد که متلب می تواند تا ده‌های آینده به راحتی در میان محققین محبوب باشد.

سیمولینک و متلب در ایران

سیمیولینک و متلب به دلیل کاربردهای فراوان و دقیقی که به همراه دارند توانسته‌­اند به مدت زیادی در شرکت های ایرانی مورد استفاده قرار بگیرند، البته این مسئله تنها به دلیل دقیق بودن محاسبات نیست بلکه در متلب شما به هر آنچه که تصور کنید دسترسی خواهید داشت.

 وجه بین المللی

ساختمان مرکزی متلب در آمریکا

Matlab و Simulink به صورت خاص برای شرکت های مهندسی تدارک دیده شده­‌اند و به دانشجویان نیز اجازه داده می شود که به صورت کوتاه مدت از نسخه محدود شده این نرم‌افزار استفاده نمایند این درحالیست که قیمت پک استاندارد (داشتن حداقل ماژول ها) به شدت بالاست، محبوبیت این نرم‌افزار بدلیل تولید تولباکس‌های اختصاصی شرکت های خریدار به وضوح مشخص است، چرا که اگر کاربرد صنعتی را به همراه نداشت شاهد این همه گردش سرمایه در این نرم‌افزار به صورت بین اللملی نمی بودیم.

سیمولینک و PowerEn

در PowerEn ما یک تیم تخصصی در زمینه انجام پروژه های سیمولینک متلب در اختیار داریم، هر از گاهی برخی از مهمترین پروژه های انجام شده در قسمت “پروژه­‌های سیمولینک” در وب سایت قرار می گیرند که هدف از این کار کمک و راهنمایی به علاقه­‌مندان در زمینه ارتقاء دانش تخصصی کار با این نرم افزار می باشد.

قیمت پکیج کامل سیمولینک

یکی از انتقادات وارد شده به سیمولینک قیمت بسیار بالای آن می باشد، به گونه­ای که اگر بخواهید از سرویس­‌های پایه­ای متلب استفاده کنید باید 3000 یورو (45 میلیون تومان) بپردازید.

در صورت نیاز به سایر تولباکس­‌ها (جعبه ابزارها)، آنها را باید مجزا خریداری نمایید

شما چه تجربه خاصی از سیمولینک متلب داشته اید، آن را با ما در قسمت نظرات درمیان بگذارید

راستی! برای دریافت مطالب جدید در کانال تلگرام PowerEn عضو شوید.