این دوره به گونه‌ای طراحی شده است که دانش نظری شما را با مهارت‌های عملی برنامه‌نویسی پایتون ترکیب کند. سرفصل‌های کلیدی شامل موارد زیر است:

• اصول اولیه مبدل‌های متصل به شبکه: آشنایی با انواع مبدل‌ها (AC-DC، DC-AC)، ساختار قدرت و کاربردهای آن‌ها در سیستم‌های انرژی مدرن.
• مدل‌سازی ریاضی مبدل‌ها: یادگیری روش‌های مدل‌سازی دقیق مبدل‌ها در حوزه‌های زمانی و فرکانسی، شامل مدل‌های سیگنال کوچک برای تحلیل پایداری.
• تئوری کنترل کلاسیک: مرور مفاهیم کلیدی کنترل مانند توابع تبدیل، پاسخ پله، پاسخ فرکانسی و پایداری سیستم‌ها.
• تحلیل پایداری: تسلط بر ابزارهای تحلیل پایداری مانند نمودارهای بود (Bode Plot)، مکان ریشه‌ها (Root Locus) و نایکوئیست (Nyquist Plot) برای ارزیابی عملکرد سیستم‌های کنترل.
• طراحی کنترل‌کننده‌های پیشرفته: طراحی کنترل‌کننده‌های PI (تناسبی-انتگرالی)، PR (تناسبی-رزونانسی) و سایر روش‌های کنترل جریان و ولتاژ برای مبدل‌ها.
• کاربرد پایتون در تحلیل کنترل: استفاده از کتابخانه‌های قدرتمند پایتون مانند NumPy، SciPy، Matplotlib و Control Systems Library برای مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های کنترل.
• شبیه‌سازی و اعتبارسنجی: اجرای شبیه‌سازی‌های جامع برای تأیید عملکرد کنترل‌کننده‌های طراحی شده و تحلیل پاسخ سیستم به اختلالات مختلف.
• همگام‌سازی با شبکه: درک مفاهیم و روش‌های همگام‌سازی فاز مبدل با شبکه برق (PLL).
• کنترل توان راکتیو و هارمونیک: بررسی چالش‌ها و راهکارهای کنترل توان راکتیو و کاهش هارمونیک‌ها در سیستم‌های متصل به شبکه.

با گذراندن این دوره، شما به مجموعه‌ای از مهارت‌های ارزشمند دست خواهید یافت که در بازار کار و پروژه‌های تحقیقاتی بسیار مورد نیاز هستند:

• تخصص عملی: کسب توانایی عملی در طراحی، تحلیل و پیاده‌سازی سیستم‌های کنترل برای مبدل‌های قدرت.
• تسلط بر پایتون: مهارت در استفاده از پایتون به عنوان یک ابزار قدرتمند برای مهندسی کنترل، که در صنایع مختلف رو به رشد است.
• افزایش پتانسیل شغلی: افزایش قابلیت استخدام در حوزه‌های مرتبط با انرژی‌های تجدیدپذیر، شبکه‌های هوشمند، الکترونیک قدرت و کنترل صنعتی.
• حل مسائل پیچیده: توانایی تشخیص و حل مسائل پیچیده مربوط به پایداری و عملکرد مبدل‌های متصل به شبکه.
• درک عمیق از سیستم‌ها: ایجاد درک جامعی از تعاملات بین مبدل‌ها و شبکه برق.
• اعتماد به نفس در طراحی: دستیابی به اعتماد به نفس لازم برای طراحی و بهینه‌سازی کنترل‌کننده‌ها در سناریوهای واقعی.

برای بهره‌مندی حداکثری از این دوره، داشتن پیش‌زمینه‌های زیر توصیه می‌شود:

• آشنایی با الکترونیک قدرت: درک اصول اولیه مبدل‌های قدرت و توپولوژی‌های رایج.
• مبانی سیستم‌های کنترل: آشنایی با مفاهیم پایه‌ای کنترل خطی، مانند توابع تبدیل و پایداری.
• برنامه‌نویسی پایتون: دانش مقدماتی برنامه‌نویسی پایتون. اگرچه بخش‌هایی از دوره به آموزش کاربرد کتابخانه‌های پایتون اختصاص دارد، اما آشنایی اولیه با ساختار زبان مفید خواهد بود.
• ریاضیات مهندسی: درک مفاهیم جبر خطی، معادلات دیفرانسیل و تبدیل لاپلاس.

ماژول ۱: مقدمه‌ای بر مبدل‌های متصل به شبکه و ابزار پایتون

• اهمیت مبدل‌های متصل به شبکه در سیستم‌های انرژی مدرن.
• مروری بر ساختار و عملکرد مبدل‌های اصلی.
• نصب و راه‌اندازی محیط پایتون و کتابخانه‌های مورد نیاز (NumPy, SciPy, Matplotlib, Control Systems Library).
• آشنایی اولیه با مفاهیم شی‌گرایی در پایتون برای مدل‌سازی.

ماژول ۲: مدل‌سازی ریاضی مبدل‌ها برای تحلیل کنترل

• معادلات حالت (State-Space) برای سیستم‌های قدرت.
• تبدیل پارک و کلارک (Park and Clarke Transforms) و مدل‌سازی در قاب مرجع dq.
• مدل‌سازی سیگنال کوچک (Small-Signal Modeling) برای استخراج توابع تبدیل.
• مثال‌های عملی از مدل‌سازی مبدل‌های DC-AC و AC-DC.

ماژول ۳: تحلیل پایداری سیستم‌های کنترل با پایتون

• توابع تبدیل و نمایش سیستم‌ها در پایتون.
• رسم نمودارهای بود برای تحلیل پایداری و حاشیه پایداری (Gain and Phase Margin).
• تحلیل مکان ریشه‌ها برای درک پاسخ سیستم به تغییرات پارامترها.
• رسم نمودارهای نایکوئیست و بررسی شرط پایداری نایکوئیست.
• مفهوم پایداری و ناپایداری در مبدل‌ها.

ماژول ۴: طراحی کنترل‌کننده‌های جریان و ولتاژ

• طراحی کنترل‌کننده PI برای حلقه جریان در قاب dq.
• مفهوم کنترل‌کننده PR و کاربرد آن در کنترل جریان مبدل‌های AC.
• طراحی کنترل‌کننده برای حلقه ولتاژ DC-link.
• تنظیم پارامترهای کنترل‌کننده (Tuning) برای بهبود پاسخ گذرا و کاهش خطای حالت ماندگار.
• مثال‌های عملی از پیاده‌سازی کنترل‌کننده‌ها در پایتون.

ماژول ۵: همگام‌سازی با شبکه و ملاحظات عملی

• اصول کارکرد حلقه قفل فاز (PLL) و طراحی آن.
• تأثیر ضعف شبکه بر عملکرد مبدل و پایداری سیستم.
• معرفی مفاهیم کنترل توان راکتیو و هارمونیک.
• بررسی مشکلات رایج در پیاده‌سازی عملی سیستم‌های کنترل.
• روش‌های عیب‌یابی و بهبود عملکرد.