کاربرد متلب در مهندسی برق | 10 کاربرد + منابع یادگیری

کاربرد متلب در مهندسی برق یکی از پلتفرم‌های برنامه‌نویسی معروف دنیا، نرم‌افزار متلب است که اکثر دانشمندان و مهندسان از آن استفاده می‌کنند. مهم‌ترین قابلیت متلب، امکان کدنویسی در محیط آن است.

زبان پایه این نرم‌افزار یک زبان ماتریسی است که برنامه‌نویسان می‌توانند به کمک آن، پدیده‌های طبیعی را برحسب زبان محاسباتی بیان کنند. مجموعه آموزش برنامه‌نویسی نرم‌افزار متلب، به شما این امکان را می‌دهد که این نرم‌افزار را به خوبی یاد بگیرید و وارد بازار کار شوید.

مجموعه آموزشی مداد سبز، در این مقاله قصد دارد شما را با کاربرد متلب در مهندسی برق آشنا کند. علاوه‌براین، برای آشنایی بیشتر با متلب و ویژگی‌های آن می‌توانید از مجموعه مقالات آموزش برنامه‌نویسی متلب کمک بگیرید و به پاسخ سؤالات خود برسید.

راستی اگر می‌خواهید نابغه‌ای در دنیای متلب باشید و تمام دستورهای کلیدی به همراه پرکاربردترین مثال‌ها را یاد بگیرید، حتماً از آموزش متلب مداد سبز استفاده کنید.

کاربرد متلب در مهندسی برق

کاربرد متلب در مهندسی برق و پیشرفت تکنولوژی در سال‌های اخیر موجب شده تا با دستگاه و روند‌های پیچیده و پیشرفته‌تری روبه‌رو شویم. در حال حاضر مهندس‌هایی که در زمینه‌های مختلف صنعت و دانشگاه‌ها مشغول کار هستند، به عنوان مهم‌ترین و اساسی‌ترین محرک این پیشرفت به حساب می‌آیند.

با این وجود، مهندسین برق در این زمینه پیشرو هستند و نقش بسزایی دارند. بنابراین ضروری است که به عنوان یک دانشجوی مهندسی برق، با کاربرد نرم‌افزار متلب (matlab) در مهندسی برق آشنا شوید.

متلب نه تنها نیازی به کامپایلر و ابزار‌های خاص ندارد، بلکه خود به عنوان یک کامپایلر عمل می‌کند. از این‌رو، از سرعت و عملکرد بهتری نیز برخوردار است. کد‌های نوشته شده در این نرم‌افزار به صورت جداگانه بررسی و اجرا می‌شوند.

متلب زبانی قدرتمند و سطح بالا است و این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهد تا به آسانی داده‌های خود را ذخیره کنند. پس از یادگیری زبان متلب، می‌توانید به راحتی با سایر زبان‌های برنامه‌نویسی کار کنید و از مزایای آن‌ها استفاده کنید.

کاربرد متلب در مهندسی برق بسیار مهم و ضروری است. این نرم‌افزار در گرایش‌های مختلف رشته مهندسی برق از جمله قدرت، الکترونیک، کنترل، مخابرات و پردازش سیگنال نیز کاربرد دارد.

در ادامه اطلاعات بیشتری در این‌باره به شما عزیزان معرفی خواهیم کرد. برای آشنایی بیشتر با کاربرد‌های متلب در برق تا انتهای مقاله ما را همراهی کنید.

برای آموزش‌های بیشتر می‌توانید به مقالات آموزش متلب مراجعه کنید.

متلب چیست؟

ابتدا به شما پیشنهاد می‌کنیم که قبل از خواندن کاربرد متلب در مهندسی برق، حتماً مقاله متلب چیست را بخوانید. متلب که از دو واژه Matrix و Laboratory مشتق شده است، یکی از قوی‌ترین و پیشرفته‌ترین نرم‌افزار‌های مهندسی به حساب می‌آید.

به علاوه این نرم‌افزار یک زبان بسیار قدرتمند و غنی به حساب می‌آید که از طریق آن می‌توان تمامی محاسبات عددی را به صورت دقیق انجام داد. محاسبات عددی در این نرم‌افزار بر اساس ماتریس‌ها صورت می‌گیرد.

همان‌طور که می‌دانید شبیه‌سازی و کدنویسی در متلب به زبان‌های برنامه‌نویسی نیاز دارد. در حال حاضر اغلب محققان و پژوهشگران، برای شبیه‌سازی مسائل خود از نرم‌افزار متلب استفاده می‌کنند. متلب در رشته‌های مهندسی به‌خصوص برق، کاربرد فراوانی نیز دارد.

ویژگی‌های متلب (Matlab)

جایگاه برنامه‌نویسی متلب در مهندسی برق چگونه است؟ متلب، یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا است. از این‌رو، برنامه‌نویسان می‌توانند به راحتی دستورها و اصول آن را درک کنند و به تسلط کافی برسند.

این موضوع به عنوان مهم‌ترین مزیت این زبان به حساب می‌آید. از ویژگی‌های مهم متلب، می‌توان به محیط کد‌نویسی آن اشاره کرد. در این محیط می‌توانید کد‌ها را خط به خط اجرا و خطا‌های آن را بررسی کنید. این موضوع، برنامه‌نویسی در متلب را برای مهندسان بسیار آسان کرده است.

همچنین خطایابی متلب موجب شده پروژه‌ها با سرعت و دقت بیشتری انجام شوند. محیط نرم‌افزار متلب طوری طراحی شده است که توسعه‌دهندگان می‌توانند به همۀ ابزار‌ها و بخش‌های مختلف آن دسترسی پیدا کنند. معمولاً از متلب، برای محاسبات بسیار پیچیده ریاضی، تجزیه و تحلیل داده‌ها، توابع و مسائل آماری و… استفاده می‌شود.

کاربرد متلب (Matlab) در مهندسی

رشته برق یکی از رشته‌های مهندسی در دانشگاه است که حسابی سخت و پیچیده می‌باشد. در این رشته دانشجویان با انواع فرمول‌ها، محاسبات و علائم سروکار دارند. رشته مهندسی برق، برای آن دسته از افرادی مناسب است که به اعداد و ارقام علاقه دارند و از هوش محاسباتی خوبی برخوردارند.

اگر می‌خواهید در این رشته ادامه تحصیل دهید، باید بگوییم که رشته‌ای سخت اما کاربردی را انتخاب کرده‌اید. اما نگران نباشید، قرار نیست این محاسبات سنگین و پیچیده را خودتان انجام دهید. نرم‌افزار متلب، یکی از نرم‌افزار‌های جذاب و کاربردی مهندسی برق است که می‌تواند به مهندسین برق در انجام محاسبات کمک کند.

معمولاً مهندسان برق، هنگام انجام پژوهش و پروژه‌های خود، سعی می‌کنند روش‌های تحقیق را بررسی و مناسب‌ترین آن را ارائه کنند. برای این کار، دو راه پیش رو دارند که عبارتند از:

•  آزمایش را در محیط واقعی انجام دهند و روش خود را معرفی کنند.
•  آزمایش خود را از طریق کدنویسی و شبیه‌سازی انجام دهند و روش خود را به تأیید برسانند.

استفاده از روش اول همیشه امکان‌پذیر نیست. بنابراین اغلب مهندسان ترجیح می‌دهند تحقیقات خود را از طریق روش‌های کدنویسی و شبیه‌سازی انجام بدهند. برای این کار می‌توانند از نرم‌افزار‌های متلب، پایتون،c  و c++ استفاده کنند.

اما به دلیل اینکه کار با متلب از بقیه ابزار‌ها آسان‌تر است، اکثر مهندسان ترجیح می‌دهند این نرم‌افزار را انتخاب کنند. استفاده از متلب، زمان کدگذاری را کاهش داده و موجب افزایش توسعه روش مناسب می‌شود.

کاربرد متلب در مهندسی برق زیاد است که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• قابلیت تعریف انواع متغیر رشته، اعداد منطقی و حسابی
• انجام محاسبات عددی روی متغیر‌ها، ماتریس‌ها و متغیر‌های پارامتری
• انجام عملیات منطقی
• تعریف توابع چند جمله‌ای
• رسم انواع نمودار دو بعدی و سه بعدی به صورت منحنی، میله‌ای، ستونی و غیره
• حل معادلات خطی و غیرخطی
• حل دستگاه معادلات
• حل معادلات دیفرانسیل
• حل معادلات با مشتقات جزئی
• درون‌یابی و برازش منحنی به روش‌های مختلف

کاربرد متلب در مهندسی برق

مهم‌ترین سؤالی که در این زمینه پرسیده می‌شود کاربرد متلب در مهندسی برق است. قبل از پاسخ به این سؤال بهتر است کمی با نرم‌افزار متلب و ویژگی‌های آشنا شوید.

نرم‌افزار متلب با هدف تسهیل محاسبات پیچیده عددی و جبری طراحی شده است. این نرم‌افزار قدرتمند و در عین حال ساده، تمامی محاسبات خود را بر مبنای عملیات‌های ماتریسی انجام می‌دهد.

رشته مهندسی برق، یکی از رشته‌های پرطرفدار در ایران است که نیازمند پایه قوی ریاضیات می‌باشد. حتماً به خاطر دارید که در کتاب‌های دبیرستان، بعضی از دروس مربوط به مهندسی برق تدریس می‌شد. رشته مهندسی برق برای دانش‌آموزانی مناسب خواهد بود که در دبیرستان به دروس ریاضی و فیزیک اهمیت زیادی می‌دادند و این مباحث را به خوبی یاد می‌گرفتند.

کاربرد متلب در مهندسی برق اهمیت زیادی دارد. در این رشته، از این برنامه به عنوان یک نرم‌افزار پایه استفاده می‌شود. به همین دلیل ممکن است با شنیدن نام نرم‌افزار متلب یاد رشته مهندسی برق در شما زنده شود.

متلب، زبانی بسیار آسان و کاربردی است که به منظور انجام محاسبات عددی و جبری مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهندسین برق از متلب، برای شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های قدرت استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که تحلیل سیستم‌های قدرت، توسط بخش sim power system انجام می‌شود.

simpowersystem، کار مهندسین برق را بسیار آسان کرده است. برنامه‌نویسان با این ابزار می‌توانند سیستم‌های کنترلی و قسمت شبکه را به آسانی بهبود و گسترش دهند.

ابزار‌های Simulink به برنامه‌نویسان برق کمک می‌کند تا انواع کنترل‌کننده‌ها را طراحی کنند. همچنین می‌توانید به کمک ابزار simscspe ترکیبات مکانیکی، هیدرولیکی و پنوماتیکی را به مدل خود اضافه کنید و پردازش یک پارچه را انجام دهید.

نرم‌افزار متلب از چند بخش مهم تشکیل شده است که در ادامه به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.

• زبان متلب: متلب، یک زبان فوق‌العاده قدرتمند سطح بالا است که محاسبات سخت و دشوار را با دقت بالا انجام می‌دهد. این زبان شی گرا و آرایه‌ای می‌باشد.
• محیط کاری متلب: این محیط شامل مجموعه‌ای از ابزار‌ها و امکانات است. برنامه‌نویسان می‌توانند به راحتی با این محیط تعامل برقرار کنند. در این محیط انواع امکانات از جمله مدیریت متغیر‌ها، ابزار‌های توسعه، مدیریت فضای کاری، رفع خطا و ساخت فایل‌ها فراهم شده است.
• کنترل گرافیکی در متلب: کنترل گرافیکی، بخش گرافیکی متلب است. در این بخش دستورها سطح بالا به منظور تجسم اطلاعات چند بعدی، پردازش تصویر، انیمیشن و گرافیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ضمن می‌توانید ظاهر برنامه را با دستورهای سطح پایین و بدون نیاز به امکانات آماده متلب، شخصی‌سازی کنید.
• کتابخانه توابع ریاضی متلب: همان‌طور که می‌دانید بسیاری از مباحث ریاضی مانند سینوس، ماتریس، کسینوس، انواع توابع پیچیده و… بسیار سخت است و به راحتی قابل اجرا نمی‌باشد. متلب دارای کتابخانه‌های بسیار قدرتمندی است که این محاسبات را به راحتی برای شما انجام می‌دهد.

کاربرد متلب در گرایش مهندسی برق و قدرت

دانشجویان مهندسی برق، پس از تمام کردن دوره کارشناسی خود با گرایش‌های مختلفی برای مقطع کارشناسی ارشد روبه‌رو می‌شوند. یکی از گرایش‌های مهم مقطع کارشناسی ارشد مهندسی برق، گرایش قدرت است. این رشته یکی از رشته‌های کاربردی و پولساز جهان به حساب می‌آید.

برای ادامه تحصیل در رشته برق، باید از طریق کنکور رشته ریاضی وارد دانشگاه شوید.

هدف اصلی رشته مهندسی برق گرایش قدرت، تولید انرژی برق، انتقال آن از طریق خط انتقال و پخش برق در سطح شهر است. معمولاً مهندسان رشته قدرت باید بتوانند با روش‌های مختلف تولید، انتقال و توزیع برق آشنا شوند. این رشته در برخی از کشور‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. به همین دلیل بازار کار بسیار خوبی دارد.

کاربرد نرم افزار متلب در برق، در گرایش قدرت مهندسی برق کاربرد زیادی دارد. معمولاً در گرایش قدرت از کاربرد نرم‌افزار متلب در برق برای محاسبات پیچیده مانند پخش بار، بهینه‌سازی قدرت و… استفاده می‌شود. در حال حاضر نرم‌افزار سیمولینک پرکاربردترین نرم‌افزار مهندسی قدرت به حساب می‌آید. سیمولینک متلب، وظیفه شبیه‌سازی عملکرد سیستم‌های قدرت، ماشین‌های الکتریکی و مبدل‌های الکترون را بر عهده دارد.

خلاصه

در این مقاله سعی کردیم تا کاملترین توضیحات درباره کاربرد متلب در مهندسی برق را ارائه کنیم. نرم‌افزار متلب یکی از مهم‌ترین نرم‌افزار‌های برنامه‌نویسی در دنیا است که کاربرد فراوانی در مهندسی‌ها به خصوص مهندسی برق دارد. در مقالات دیگر کاربرد نرم‌افزار‌های برنامه نویسی در رشته‌های مختلف مهندسی را بهتون می‌گیم. شما هم با نظراتتون از مجموعه مدادسبز حمایت کنید و بگید می‌خواهید در مورد چه موضوعاتی بحث کنیم.