PLECs

الموسوعة الحرة

برنامج PLECS ( محاكاة الدوائر الكهربائية الخطية القطعية ) هو أداة برمجية لمحاكاة الدوائر الكهربائية على مستوى النظام ، طورتها شركة Plexim . [ 1 ] صُمم البرنامج خصيصًا لإلكترونيات الطاقة، ولكنه قابل للاستخدام مع أي شبكة كهربائية . يتيح PLECS إمكانية نمذجة عناصر التحكم والمجالات الفيزيائية المختلفة (الحرارية، [ 2 ] والمغناطيسية ، [ 3 ] و [ 4 ] والميكانيكية ، [ 5 ] ) بالإضافة إلى النظام الكهربائي.

تُصمّم معظم برامج محاكاة الدوائر الكهربائية المفاتيح كعناصر غير خطية للغاية. ونظرًا للتغيرات الحادة في الجهد والتيار ، تصبح المحاكاة بطيئة عند تبديل المفاتيح. في معظم التطبيقات البسيطة، تُصمّم المفاتيح كمقاومات متغيرة تتناوب بين مقاومة صغيرة جدًا ومقاومة كبيرة جدًا. وفي حالات أخرى، تُمثّل بنموذج أشباه موصلات متطور.

عند محاكاة أنظمة إلكترونيات الطاقة المعقدة ، لا تحظى العمليات التي تحدث أثناء التبديل باهتمام كبير. في هذه الحالات، يكون من الأنسب استخدام مفاتيح مثالية تنتقل فورياً بين دائرة مغلقة ودائرة مفتوحة. يتميز هذا النهج، المُطبق في برنامج PLECS، بميزتين رئيسيتين: أولاً، يُنتج أنظمة خطية جزئياً عبر لحظات التبديل، مما يحل مشكلة محاكاة الانقطاع غير الخطي الذي يحدث في الدائرة المكافئة عند لحظة التبديل، وهي مشكلة معقدة. ثانياً، لمعالجة الانقطاعات عند لحظات التبديل، لا يتطلب الأمر سوى خطوتين تكامليتين (واحدة قبل اللحظة، والأخرى بعدها). تُسرّع هاتان الميزتان عملية المحاكاة بشكل ملحوظ، دون المساس بالدقة. لذا، يُعد البرنامج مثالياً لنمذجة ومحاكاة أنظمة القيادة المعقدة [ 6 ] ومحولات الطاقة متعددة المستويات المعيارية [ 7 ] ، على سبيل المثال.

في السنوات الأخيرة، تم توسيع نطاق PLECS ليشمل دعم تطوير أنظمة التحكم القائمة على النماذج مع توليد تلقائي للتعليمات البرمجية. بالإضافة إلى البرمجيات، تتضمن عائلة منتجات PLECS أجهزة محاكاة في الوقت الحقيقي لاختبار الأجهزة في الحلقة (HIL) ولإنشاء نماذج أولية سريعة لأنظمة التحكم. [ 8 ]

يتوفر برنامج PLECS في إصدارين: PLECS Blockset للتكامل مع MATLAB®/Simulink®، وPLECS Standalone، وهو منتج مستقل تمامًا.

عند استخدام مجموعة أدوات PLECS، تُنشأ حلقات التحكم عادةً في برنامج Simulink ، بينما تُصمّم الدوائر الكهربائية في PLECS. أما PLECS Standalone، فيمكن تشغيله بشكل مستقل عن البرامج الأخرى، ويُقدّم حلاً متكاملاً لنمذجة الدوائر الكهربائية وأنظمة التحكم في بيئة واحدة. كلا الإصدارين متوافقان مع بعضهما البعض.

الفرق الرئيسي بين الإصدارين هو أن PLECS Standalone يعمل بشكل أسرع من PLECS Blockset نظرًا لمحركه المحسن.

إضافة مبرمج PLECS

يقوم مولد الشفرة عادةً بتحويل تمثيل وسيط للشفرة المصدرية إلى شفرة الآلة. يُعدّ PLECS Coder إضافةً إلى PLECS Blockset وPLECS Standalone. يقوم هذا المولد بإنشاء شفرة ANSI-C من نموذج PLECS، والتي يمكن تجميعها لتنفيذها على جهاز المحاكاة المضيف أو على جهاز هدف منفصل. قد يكون جهاز الهدف منصة تحكم مضمنة أو جهاز محاكاة رقمي يعمل في الوقت الحقيقي. كما يمكن لـ PLECS Coder إنتاج شفرة مضمنة لأجهزة محددة.

ملحق PLECS PIL

في تصميم حلقات التحكم القائم على النماذج ، يمكن لمحاكاة المعالج في الحلقة (PIL) تسريع عملية التطوير. فهي تتيح للمهندسين اختبار خوارزميات التحكم الخاصة بهم على الأجهزة الحقيقية داخل محاكي الدوائر الافتراضية. يوفر PLECS PIL، كإضافة إلى PLECS Blockset وPLECS Standalone، هذا الحل.

إضافة PLECS Spice

PLECS Spice هو إضافة لبرنامج PLECS Standalone تُمكّن من دمج نماذج أجهزة أشباه الموصلات القائمة على SPICE في بيئة PLECS. [ 9 ] يسمح PLECS Spice باستيراد قوائم توصيلات SPICE بمختلف لهجات SPICE.

أجهزة لمحاكاة الوقت الحقيقي

صندوق PLECS RT 3 مع بطاقة واجهة LaunchPad

صندوق PLECS RT هو جهاز محاكاة يعمل في الوقت الحقيقي، مصمم خصيصًا لتطبيقات إلكترونيات الطاقة. [ 10 ] وهو وحدة معالجة لاختبارات الأجهزة في الوقت الحقيقي (HIL) ولإنشاء نماذج أولية سريعة للتحكم . يمكن برمجة صندوق PLECS RT وتشغيله من خلال برنامج PLECS. لذا، يلزم الحصول على ترخيص برمجي لبرنامج PLECS (مجموعة الكتل أو البرنامج المستقل) وترخيص PLECS Coder لتشغيل الجهاز.

مراجع

  1. ↑ جوست ألميلينج (27 يوليو 1999). "PLECS - محاكاة الدوائر الكهربائية الخطية القطعية لـ Simulink". وقائع المؤتمر الدولي IEEE لعام 1999 حول إلكترونيات الطاقة وأنظمة القيادة. PEDS'99 (رقم التصنيف 99TH8475) . الصفحات  355-360، المجلد 1. doi : 10.1109/PEDS.1999.794588 . ISBN 0-7803-5769-8. S2CID 111196369 . 
  2. ↑ "المحاكاة الحرارية" . بليكسيم.
  3. ↑ ألميلينغ، جوست؛ هامر، وولفغانغ؛ شونبرغر، جون (30 يوليو 2012). "محاكاة عابرة للدوائر المغناطيسية باستخدام تشبيه النفاذية والسعة". ورشة عمل IEEE الثالثة عشرة حول التحكم والنمذجة لإلكترونيات الطاقة (COMPEL) لعام 2012. الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/COMPEL.2012.6251786 . ISBN  978-1-4244-9373-9. S2CID 8589735 . 
  4. ↑ "المغناطيسية" . بليكسيم.
  5. ↑ "الأنظمة الميكانيكية" . بليكسيم.
  6. ^ دي دونكر، ريك دبليو. بولي ، دوكو دبليو جيه . فيلتمان، أندريه (2020). المحركات الكهربائية المتقدمة (2 ed.). سبرينغر الدولية للنشر. رقم ISBN  978-3-030-48976-2.
  7. ↑ شريف آبادي، كامران؛ هارنيفورس، لينارت؛ ني، هانز بيتر؛ نورغا، ستافان؛ تيودوريسكو، ريموس (2016). تصميم، والتحكم، وتطبيق محولات متعددة المستويات معيارية لأنظمة نقل التيار المستمر عالي الجهد . مطبعة وايلي-IEEE. ISBN 978-1-118-85156-2.
  8. ↑ Allmeling, Jost (21 نوفمبر 2019). "استمرارية النموذج: من المحاكاة غير المتصلة بالإنترنت إلى الاختبار في الوقت الحقيقي" .
  9. ^ "بلكس سبايس" . شركة بليكسيم المحدودة . تم الاسترجاع في 12 فبراير 2026 .
  10. ↑ ألميلينغ، جوست؛ فيلدرير، نيكلاوس (9 أبريل 2018). "نماذج متوسطات الدورات الفرعية مع ثنائيات مدمجة لمحاكاة محولات الطاقة في الوقت الحقيقي". مؤتمر IEEE الجنوبي لإلكترونيات الطاقة (SPEC) لعام 2017. الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/SPEC.2017.8333566 . ISBN  978-1-5090-6425-0. S2CID 4712640 .