نرم‌افزار پی‌اس‌آی‌ام

**PSIM** یک بسته نرم‌افزاری **شبیه‌سازی مدار الکترونیکی** است که به طور خاص برای استفاده در شبیه‌سازی‌های **الکترونیک قدرت** و **درایوهای موتور** طراحی شده، اما می‌تواند برای شبیه‌سازی هر مدار الکترونیکی دیگری نیز به کار رود. PSIM که توسط شرکت Powersim توسعه داده شده، از تحلیل گرهی (nodal analysis) و انتگرال‌گیری به روش قاعده ذوزنقه‌ای (trapezoidal rule) به عنوان اساس الگوریتم شبیه‌سازی خود استفاده می‌کند. PSIM یک رابط برای طراحی شماتیک و یک نمایشگر شکل موج به نام Simview ارائه می‌دهد.

PSIM چندین ماژول دارد که قابلیت‌های آن را به حوزه‌های خاصی از شبیه‌سازی و طراحی مدار گسترش می‌دهد، از جمله: نظریه کنترل، موتورهای الکتریکی، فوتوولتائیک و توربین‌های بادی.

PSIM توسط صنعت برای تحقیق و توسعه محصول و توسط مؤسسات آموزشی برای پژوهش و تدریس استفاده می‌شود. این نرم‌افزار در مارس ۲۰۲۲ توسط شرکت Altair Engineering خریداری شد.

## ماژول‌های PSIM
PSIM دارای ماژول‌های افزودنی متنوعی است که لیست کامل و توضیحات آن‌ها را می‌توان در وب‌سایت Powersim پیدا کرد.

ماژول‌هایی وجود دارند که امکان شبیه‌سازی درایو موتور، کنترل دیجیتال، و محاسبه تلفات حرارتی ناشی از سوئیچینگ و هدایت را فراهم می‌کنند. یک ماژول انرژی‌های تجدیدپذیر نیز وجود دارد که شبیه‌سازی فوتوولتائیک‌ها (شامل اثرات دما)، باتری‌ها، ابرخازن‌ها و توربین‌های بادی را ممکن می‌سازد.

علاوه بر این، چندین ماژول وجود دارد که امکان شبیه‌سازی مشترک (Co-simulation) با پلتفرم‌های دیگر را فراهم می‌سازد تا کدهای VHDL یا Verilog تأیید شوند یا برای شبیه‌سازی مشترک با یک برنامه FEA (تحلیل المان محدود) مورد استفاده قرار گیرند. برنامه‌هایی که PSIM در حال حاضر با آن‌ها شبیه‌سازی مشترک انجام می‌دهد عبارتند از: Simulink، JMAG و ModelSim.

PSIM در حال حاضر با استفاده از ماژول SimCoder از تولید خودکار کد C پشتیبانی می‌کند و کد C را برای استفاده با پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP) نقطه شناور (floating) و نقطه ثابت (fixed) سری C2000 شرکت Texas Instruments مدل‌های F2833x و F2803x خروجی می‌دهد. با نسخه ۱۰.۰.۴ نرم‌افزار PSIM، این برنامه از میکروکنترلرهای سری Kinetis V شرکت Freescale Semiconductor نیز پشتیبانی می‌کند.

علاوه بر این، ماژول شبیه‌سازی پردازنده در حلقه (Processor-In-Loop) یا ماژول PIL به منظور کنترل یک شبیه‌سازی PSIM با کدی بود که بر روی یک DSP یا MCU از شرکت TI در حال اجرا است.

## مقایسه با SPICE
PSIM به دلیل استفاده از سوئیچ ایده‌آل، سرعت شبیه‌سازی بسیار بالاتری نسبت به شبیه‌سازهای مبتنی بر SPICE دارد. با ماژول‌های افزودنی دیجیتال و SimCoupler تقریباً هر نوع الگوریتم منطقی را می‌توان شبیه‌سازی کرد. از آنجایی که PSIM از سوئیچ‌های ایده‌آل استفاده می‌کند، شکل موج‌های شبیه‌سازی شده این ویژگی را بازتاب می‌دهند، که PSIM را برای مطالعات سطح سیستم (System Level Studies) مناسب‌تر می‌سازد تا مطالعات مربوط به گذار سوئیچینگ. علاوه بر این، PSIM در مقایسه با سایر شبیه‌سازها، یک رابط کاربری ساده‌تر داشته و در نتیجه، دارای یک رابط بصری‌تر (Intuitive Interface) است.

مدل‌های سطح ۲ ماسفت و دیود در نسخه ۱۰ (Version 10) اضافه شدند. این مدل‌ها امکان شبیه‌سازی گذار سوئیچ، اثرات بازیابی معکوس (Reverse Recovery) و مدارات درایو گیت را فراهم می‌کنند.

مقایسه‌ای که بین مدل PSIM و مدل SPICE یک قطعه مشابه انجام شد، نشان داد که با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی یکسان، شکل موج‌های حاصل‌شده و سرعت شبیه‌سازی قابل مقایسه بودند.

Powersim با CoolCAD Electronics شریک شد تا CoolSPICE، که یک ابزار طراحی و مدل‌سازی مدار مجتمع مبتنی بر SPICE است، به عنوان یک گزینه باندل برای بسته نرم‌افزاری PSIM اضافه شود. مزیت این کار این است که PSIM انعطاف‌پذیری لازم برای اجرای مدل‌ها و نت‌لیست‌های مبتنی بر SPICE را نیز خواهد داشت.

## مجوزهای PSIM
گزینه‌های مختلفی برای **مجوز استفاده (Licensing)** از PSIM در دسترس است.

* یک **[https://altairone.com/Marketplace?queryText=psim&tab=Buy&app=PSIM نسخه نمایشی رایگان (Free Demo Version)]** وجود دارد که منقضی نمی‌شود اما از نظر تعداد قطعات قابل استفاده و پیچیدگی مجاز مدار، محدودیت دارد.
* **[https://web.altair.com/altair-student-edition نسخه دانشجویی (Student Version)]** با هزینه کمتر، امکان شبیه‌سازی مدارهای با پیچیدگی کمتر را فراهم می‌کند.

## منابع

رده:شبیه‌سازهای مدارهای الکترونیکی