LS-AR برامج المحاكاة

هذا الدليل المخصص لمقرر "برامج المحاكاة" هو موضوع  مصمم لطلاب السنة الثالثة في مرحلة ليسانس تخصص كهروتقني، خلال السداسي الخامس. تم تصميم منهج هذا المقرر لتعريف الطلاب باستخدام برمجيات المحاكاة التي تُعد ضرورية لدراسة وتكرار الأنظمة الكهرو-طاقية. الأدوات المشمولة تشمل بشكل رئيسي MATLAB، SIMULINK، Excel، PSim، PSpice، Proteus، Scilab، وبرمجيات أخرى ذات صلة.

الهدف الرئيسي من المحاكاة باستخدام MATLAB/SIMULINK هو تمكين الطلاب والمهنيين من تحليل وفهم سلوك الأنظمة الكهرو-طاقية بشكل افتراضي قبل التنفيذ الفعلي. يعتبر MATLAB وامتداده SIMULINK أدوات قوية تقدم بيئة متكاملة للنمذجة والمحاكاة والتحليل للأنظمة الديناميكية المعقدة، خاصة في مجال الكهرباء.

من خلال MATLAB/SIMULINK، يتمكن الطلاب من تصميم نماذج لأنظمة كهرو-طاقية معقدة ومحاكاتها، وبالتالي اكتساب مهارة أساسية لمستقبلهم المهني في مجال الكهرباء.

المحاكاة ضرورية لأسباب عدة:

التحليل التنبؤي: تتيح التنبؤ بسلوك النظام في ظل ظروف تشغيلية مختلفة دون المخاطرة بإتلاف المعدات الحقيقية أو تعريض نظام الإنتاج للتوقف.

التحسين: تمكن المحاكاة من تعديل وتحسين معلمات النظام لتحسين أدائه وكفاءته الطاقية.

الكفاءة الزمنية والتكلفة: اختبار وتأكيد النموذج من خلال المحاكاة يكون أكثر اقتصادية وأسرع من بناء واختبار نماذج مادية متعددة.

الأمان: تتيح دراسة السيناريوهات الحرجة أو الظروف القصوى التي قد تكون خطرة أو مستحيلة الاختبار في نظام حقيقي.

التدريب والتعليم: توفر المحاكاة بيئة تعليمية تفاعلية وعملية حيث يمكن للطلاب ملاحظة تأثيرات التغييرات في الوقت الفعلي، مما يعزز من فهمهم النظري.

أسلوب الكتابة نرحب بأي اقتراحات لتحسين هذا المقرر. على الرغم من أننا حرصنا على تجنب الأخطاء، فإن الكمال يبقى هدفاً يصعب تحقيقه. لذلك نشجع المدرسين والطلاب والمستخدمين الآخرين على الإبلاغ عن أي أخطاء أو سهو قد تكون وردت في هذا الدليل.

ولتسهيل عملية التعلم، ينتهي كل فصل بتمارين تطبيقية وأسئلة مراجعة مصممة لاختبار فهم المفاهيم المقدمة. كما تتوفر أمثلة عملية ورسوم توضيحية وارتباطات بين الفصول المختلفة لمساعدة الطلاب على فهم المحتوى بشكل أفضل.

تنظيم المقرر وفقًا للمنهج الرسمي، يتم تنظيم هذا المقرر في سبعة فصول:

الفصل الأول: مقدمة إلى MATLAB يغطي هذا الفصل مقدمة إلى MATLAB وبيئته وأساسيات استخدامه. سيتعلم الطلاب كيفية التعامل مع نوافذ الأوامر والمتغيرات وإجراء العمليات الأساسية.

الفصل الثاني: أنواع البيانات والمتغيرات يتناول هذا الفصل أنواع البيانات المختلفة والمتغيرات في MATLAB، بما في ذلك الأعداد المركبة، المتغيرات المنطقية، المتجهات، المصفوفات، والمتعددات الحدودية.

الفصل الثالث: الرسوم البيانية سيتعلم الطلاب كيفية إدارة نوافذ الرسوم البيانية وتمثيل البيانات في بعدين وثلاثة أبعاد، بما في ذلك الرسوم البيانية ذات الإحداثيات الكارتيزية والقطبية.

الفصل الرابع: البرمجة في MATLAB يقدم هذا الفصل المشغلين الحسابيين والمنطقيين والخاصة، بالإضافة إلى إنشاء واستخدام ملفات M، والنصوص البرمجية، والوظائف.

الفصل الخامس: مقدمة إلى SIMULINK سيصبح الطلاب على دراية بمكتبات SIMULINK ويتعلمون كيفية إنشاء والتعامل مع الأنظمة الفرعية، بما في ذلك استخدام الأقنعة واستدعاءات الرد.

الفصل السادس: Simscape Electrical يعرض هذا الفصل كتل Simscape Electrical، مع التركيز على دراسات الحالة التي تتضمن محاكاة نظام كهرو-طاقي.

الفصل السابع: المحاكاة والمشاركة في المحاكاة مع برمجيات أخرى يستكشف هذا الفصل الأخير إمكانيات المحاكاة مع برمجيات أخرى مثل Microsoft Excel، PSim، PSpice، Proteus، و Scilab، بالإضافة إلى المشاركة في المحاكاة مع SIMULINK.