کتاب اصول کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB برای مهندسی برق و رباتیک

کتاب اصول کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB برای مهندسی برق و رباتیک

کتاب متلب برای مهندسی برق و رباتیک

کتاب اصول کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB برای مهندسی برق و رباتیک

هدف از تدوین کتاب متلب برای مهندسی برق و رباتیک معرفی و ارائه‌ی لیستی از مهمترین و پرکاربردترین توابع و دستورات متلب و البته مرتبط با رشته‌ی مهندسی برق و رباتیک بوده است.
به طوریکه هر دو محیط کدنویسی و سیمولینک بصورت موازی در پیاده‌سازی مسائل استفاده شده است.

در تدوین چهارده فصل کتاب متلب برای مهندسی برق و رباتیک، تلاش شده است که با ارائه‌ی مثال‌های ساده، به فهم، تثبیت و پیاده‌سازی مسائل کمک شود.
نویسندگان این اثر، تدوین کتابی که تمام توابع موجود در محیط سیمولینک و یا M-فایل را در یک جلد در برگیرد، ضروری احساس نمی‌کنند چرا که معتقدیم بهترین مرجع آموزش این توابع، اسناد موجود در Help خود متلب و متونی است که به زبان انگلیسی در این نرم‌افزار موجود است.
از طرفی پرداختن به همه‌ی آن‌ها در کتاب متلب برای مهندسی برق و رباتیک باعث می‌شود ناگزیر شویم تعداد مثال‌ها و پروژه‌های کاربردی را کاهش دهیم.

سال‌ها تجربه در تدریس نرم‌افزار متلب به ما نشان داده است که بهترین راه یادگیری حرفه‌ای متلب، آن است که با پروژه و مثال‌های فراوان و متعدد، آموزش انجام گیرد .
از حجم مطالب اضافی و صرفا تئوری محض تا حد امکان صرف نظر شود، چرا که دانشجویان به سادگی می‌توانند با تایپ نام دستور پس تایپ کلمه‌ی Help در محیط Command Window و یا راست کلیک کردن بر روی بلوک مورد نظر در محیط سیمولینک و انتخاب گزینه Help ، حجم وسیعی از این اطلاعات را در اختیار داشته باشند.

فهرست کتاب اصول کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB برای مهندسی برق و رباتیک

پیشگفتار

فصل اول / ماتریس‌ها، آرایه‌ها و عملیات ریاضی

مقدمه

تعریف ماتریس‌

بدست آوردن ابعاد ماتریس

دسترسی به عناصر و زیر ماتریس‌های موجود در یک ماتریس

بدست آوردن دترمینان، معکوس و ترانهاده‌ی یک ماتریس

محاسبه‌ی دترمینان یک ماتریس

محاسبه معکوس یک ماتریس

محاسبه ترانهاده‌ی یک ماتریس

تعریف ماتریس با درایه‌های صفر و با ابعاد دلخواه

تعریف ماتریس با درایه‌های یک و با ابعاد دلخواه

تعریف ماتریس همانی

جمع و تفریق و ضرب ماتریس‌ها

محاسبه‌ی مقادیر ویژه‌ی ماتریس

آشنایی با دستور rand

آرایه‌های سلولی

تبدیل یک آرایه‌ی سلولی به یک ماتر

دسترسی به سلول‌های یک آرایه‌ی سلولی

انتگرال‌گیری و محاسبه‌ی مساحت محصور یک منحنی

مشتق گرفتن

محاسبه‌ی حد

حل معادله‌ی یک مجهولی

حل دستگاه n معادله و n مجهول

حل معادلات جبری

آشنایی با دستور find

آشنایی با دستور isequal

فصل دوم / آشنایی با تکنیک‌های ترسیم و نمودارهای دو و سه بعدی

مقدمه

آشنایی با دستور plot

برچسب زدن به محورها

شبکه‌بندی ترسیم

تعیین عنوان در شکل

تعیین رنگ و ضخامت ترسیم

معرفی جدول علایم اختصاری ترسیم

ترسیم توابع ریاضی

آشنایی با دستور inline

رسم نمودار برای توابعی که بصورت نمادین تعریف شده‌اند با دستezplot

آشنایی با دستور subplot در ترسیم

آشنایی با کارکترهای متنی

آشنایی با کارکترهای نشانه‌گذاری متن

آشنایی با امکانات دستور axis

رسم تابع چند ضابطه‌ای

نمودارها

نمودار میله‌ای دو بعدی و سه بعدی

ترسیمات سه بعدی

فصل سوم / آشنایی با شروط و حلقه‌های تکرار

مقدمه

آشنایی با ساختار شرطی if

معرفی جدول عملگرهای مقایسه‌ای و منطقی

حلقه‌ی for

حلقه‌ی while

ساختار switch-case

فصل چهارم / معرفی دستورات کدنویسی سیستم‌های کنترل مدرن و خطی

مقدمه

تابع تبدیل

قطب‌ها و صفرهای تابع تبدیل

ترسیم مکان قطب‌ها و صفرهای یک تابع تبدیل در صفحه مخت
اتصالات سری، موازی و پسخورد توابع تبدیل

حذف عوامل مشترک در تابع تبدیل

محاسبه‌ی پاسخ پله‌ی سیستم

بدست آوردن نمایش فضای حالت سیستم از روی تابع تبدیل

بدست آوردن تابع تبدیل از روی مدل فضای حالت سیستم

طرح یک مثال از مباحث ارائه شده تاکنون

محاسبه‌ی صفرهای معادله‌ی مشخصه

تعریف معادله مشخصه‌ی سیستم با تابع poly

رسم مکان هندسی ریشه‌ها

آشنایی با دستور rlocfind

ترسیم نمودار بود

ترسیم نمودار نایکویست

محاسبه‌ی حد بهره، حد فاز، فرکانس قطع بهره و فرکانس قطع فاز
تبدیل Z

آشنایی با دستور c2d

کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB

فصل پنجم / آشنـایی بـا محیط سیمولینک و ارائه‌ی مثال‌های  ترکیبی حل‌شده به‌روش سیمولینک‌ وکدنویسی

مقدمه

آشنایی با محیط سیمولینک

وارد کردن بلوک به پنجره مدل

تنظیمات بلوک‌ها در پنجره مدل

انتقال و چرخش بلوک

اتصلات بین بلوک‌ها در پنجره مدل

آشنایی با برخی ابزارهای پنجره‌ی مدل

ذخیره کردن و تنظیم Current Folder

اجرای فایل در سیمولینک و مشاهده‌ی نتیجه

آشنایی با برخی تنظیمات برای پیکربندی مدل سیمولینک

آشنایی با انواع حلگرها در متلب

تمرین بیشتر برای کار با محیط سیمولینک

تعریف یک ماتریس و محاسبه ترانهاده‌ی آن

تعریف ماتریس صفر و یک در محیط سیمولینک

تولید ماتریس با توضیع تصادفی

حل معادله در محیط سیمولینک

استفاده از بلوک MATLAB Function

ساختار شرطی if در سیمولینک

حلقه‌ی تکرار for در سیمولینک

ساختار Switch-case در سیمولینک

تابع تبدیل و ترسیم پاسخ پله در سیمولینک

ترسیم پاسخ پله از مدل فضای حالت سیستم

کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB

فصل ششم / ارتباط بین دو محیط Workspace و Simulink و آشنـایـی بــا ذخیـره و بـازیـابـی اطلاعـات

مقدمه

آشنایی با بلوک To Workspace

آشنایی با بلوک From Worksapce

آشنایی با ذخیره و بازیابی کردن اطلاعات توسط متلب

فصل هفتم / کنترل‌کننده‌ی PID

مقدمه

اصول اساسی کنترل‌کننده‌ی PID (تناسبی-انتگرالی-مشتقی)
کنترل‌کننده‌ی PI

کنترل‌کننده‌ی PD

طراحی کنترل‌کننده‌ی PID از دو روش برای موتور جریان مستقیم

کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB

فصل هشتم / ارائـه‌ی مثـال‌هـای تـرکیبـی از  محیط سیمولینک و کدنویسی

مقدمه

ارائه‌ی مثال‌های ترکیبی

سیستم آونگ ساده

شبیه‌سازی به روش اول با استفاده از مدل فضای حالت سیستم

شبیه‌سازی به روش دوم با استفاده از دو بلوک MATLAB Function

شبیه‌سازی به روش سوم با استفاده از یک بلوک MATLAB Function

پاسخ به ورودی‌های مشخص در تابع شبکه

روش اول با استفاده از کدنویسی

روش دوم حل با استفاده از محیط سیمولینک

سیستم جرم-فنر و دمپر

روش اول با استفاده از کد نویسی و اعمال کنترل کننده

روش دوم با شبیه‌سازی در محیط سیمولینک

روش سوم با شبیه‌سازی در محیط سیمولینک با استفاده از بلوک State-Space

روش چهارم با شبیه‌سازی در محیط سیمولینک با استفاده از بلوک‌های MATLAB Function

کتاب متلب برای مهندسی برق و رباتیک

کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB

فصل نهم / آشنایی با شبیه‌سازی مدارهای الکترونیکی

مقدمه

شبیه‌سازی مدارات الکترونیکی با ارائه‌ی مثال‌های طبقه‌بندی شده

فصل دهم / اصول مرتبط با طراحی دیجیتال و مدار منطقی

مقدمه

مرور جدول گیت‌های منطقی

مثال‌ مقدماتی آشنایی با جدول گیت‌های منطقی

اصول تئوری مربوط به طراحی مدار شمارنده‌ی دو دویی ترتیبی با کلاک همزمان

تعریف فلیپ فلاپ

تعریف ثبات

تعریف شمارنده

طراحی مدار شمارنده

فصل یازدهم / آشنایی با کنترل‌کننده‌ی بهینه

مقدمه

طراحی کنترل‌کننده از نوع تنظیم‌کننده درجه دوم خطی (LQR)
مثال‌های مرتبط با طراحی کنترل‌کننده‌ی بهینه

کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB

فصل دوازدهم / ایجاد مدل در محیط سیمولینک به  کمک کدنویسی در محیط M-فایل

مقدمه

ایجاد یک مدل سیمولینکی با نام دلخواه

باز نمودن مدل سیمولینکی

اضافه نمودن بلوک‌ها و المان‌ها در مدل با قابلیت اختصاص نام هر یک

تنظیم پارامترهای بلوک‌ها و المان‌ها با قابلیت تنظیم موقعیت و دوران

اتصال بلوک‌ها به یکدیگر

ذخیره‌ی مدل

اجرای مدل

جمع‌بندی مباحث آموخته‌شده تاکنون در این فصل با مثال‌های طبقه‌بندی شده

فصل سیزدهم / تقریب مرتبه‌ی اول و کاربرد این تقریب در کدنویسی

مقدمه

تقریب مرتبه اول از مشتق با ارائه‌ی مثال‌های طبقه‌بندی شده از سری زمانی

فصل چهاردهم / بازوی ربات دولینکی و کنترل مفصلی

مقدمه

تعریف سینماتیک ربات

تعریف دینامیک ربات

معادله‌ی دینامیکی ربات

معرفی مکانیزم ربات دو لینکی و ارائه‌ی مثال کنترل فضای مفصلی باپیاده‌سازی به دو روش کدنویسی و سیمولینک

منابع و مآخذ کتاب اصول کدنویسی و شبیه سازی با MATLAB برای مهندسی برق و رباتیک