Simulink建模之模型的构建风格.docx

Simulink 建模之模型的构建风格之前的文章中提到过进行基于模型的嵌入式开发的要注意的三个基本问题“数据接口”“配置”“层次结构”,最近对模型建模时的层次结构相关内容做了一些梳理,现在记录下来。划分两个部分,第一部分说一下什么是基本模块,虚拟模块,以及非虚拟模块及其对模型执行顺序的影响;第二个部分翻译了 Mathwork 的汽车咨询委员会发布的《使用 Matlab 、 Simulink 和 Stateflow 进行控制系统建模指南》中关于模型构建风格的部分内容。( 参考软件版本: matlab2012b ) 一、模块我们在创建一个 Simulink 模型时,最基本的单元就是 block ,我们可以称之为“模块”,每一个模型都是由很多个模块和子模块所组成的。一般我们把 simulink 库里的模块称之为“基本模块”,例如: 我们也会自定义一些模块,用于一些特定的功能或者用来进行层级划分。二、虚拟模块和非虚拟模块 Simulink 根据其仿真特性在将模块的属性分为两种:虚拟模块和非虚拟模块。在我们进行建模的过程中需要小心区分这两种类别的模块:非虚拟模块在仿真过程中是起实际的作用的,对其进行编辑或者增加删除操作,会影响到模型的运行和改变模型的结果;而虚拟模块在仿真的过程中是不起实际作用的,主要是为了从图框上进行程序的层次划分以及保持模型的图形界面的整洁性等作用。还有一些模块在某些特定条件下为非虚拟模块,有些条件下为虚拟模块,我们可以称之为条件虚拟模块。 Simulink 中的虚拟模块和条件虚拟模块如下表: 了解虚拟模块和非虚拟模块是非常必要的,这两者的区别在生成代码时可以直观的看到(虚拟模块不会生成实际的变量或者函数),另外,子系统是否是虚拟模块对于模型的各个模块的执行顺序有着直接的影响。 Simulink 模型的执行是依照数据驱动模式来进行执行的。在 matlab2012 版中我们可以使用下面的方式来查看各个模块的执行顺序与层级结构。( Display-> Blocks-> SortedExecutionOrder ,其他版本也有相应的选项) 我们来看一下这个简单的例子,首先建立一个简单模型如下图,选择 SortedExecutionOrder ,然后选择 Simulation-> UpdateDiagram 。在模型的左上角出现红色的标号,表达的含义为: [ 层级号]:[ 执行顺序]。 Root 层级号码为 0 ,依次类推。这里可以看到 In1,In2 由于是虚拟节点没有标号,由于 Simulink 是数据驱动的方式, UnitDelay 中定义了初始值,所以模型 UnitDelay 作为起点进行运算。如果我将中间的部分变成 Subsystem 如下图: Root 层的 In1 、 In2 , Subsystem 以及 subsystem 层中的 In1 、 In2 、 Out1 、 Out2 都没有标号为虚拟模块,封装之后的各个模块的执行顺序和未封装之前的一致, Subsyste m 以及 In和 Out 模块只是在图形界面上对模型进行了分层,模型实际执行时,还是讲 subsystem 中的内容展开到上一级模型中进行运算。下面右击 Subsystem ,选择 Block Parameter ,在弹出的对话框中选择 treat as atomic uint 如下图,然后选择确定。然后再对模型进行?? Simulation-> UpdateDiagram ,模型的标号发生了变?,如下图 Subsystem 模块中的模块的层级结构??整为 1 ,而 subsystem 模块自?也有了标号的执行顺序,?简单模型?之前没有?置?子子系统的模型??, Subsystem 种的?ain 1 和 root 层中的?ain 、 Out1 的执行顺序?改变了,也就是说 subsystem ?看做实际的模块,其中的运算?部?成后,再?出数据驱动其后的模块。在进行??模建模,而?对实时性要?????的系统中,对条件虚拟子系统的运用对最?的仿真结果和生成代码都有直接的影响。翻译了?ńńB 的建?指南中有关模型构件风格的建?,这些建?对与汽车行?的?程ň还是很有??的。三、模型的层级结构以及用? 对模型进行层级结构划分有ō于提ō模型的可?性、可??性。一般在进行?辑系统建模时,进行层级结构划分时,会用到下面的一些模块: ? Subsystem ? Subsystem ( ?ondition ) ?ńtomic Subsystem ??odel Re?erence ? Sate?lo? ??? ?at??ork 的汽车咨询委员会发布?着?atlab 的发布?时发布了《使用?atlab 、 Simulink 和 State?lo? 进行控制系统建模指南》