主要内容

动态系统的仿真阶段

模型编译

仿真的第一阶段发生在系统模型是开放的,您模拟模型时。在仿真软件金宝app®编辑器中,单击运行.运行模拟会导致Simulink引擎调用模型编译器。金宝app模型编译器将模型转换为可执行形式,这个过程称为编译。特别是,编译器:

  • 计算模型的块参数表达式以确定它们的值。

  • 确定信号属性,例如名称、数据类型、数字类型和维数,而不是由模型明确指定,并检查每个块是否可以接受连接到其输入的信号。

  • 将源信号的属性传播到它所驱动的块的输入,以便计算块中先前未指定的属性。

  • 执行块减少优化。

  • 通过将虚拟子系统替换为它们所包含的块来扁平化模型层次结构(参见解决比较).

  • 通过基于任务的排序确定块执行顺序。

  • 确定模型中没有显式指定采样时间的所有块的采样时间(参见传播如何影响继承的样本时间).

这些事件本质上与更新图表时发生的事件相同(更新图表和运行模拟).不同之处在于,Simulink软件将模型编译作为模型仿金宝app真的一部分启动,其中编译直接导致链接阶段,如中所述链接阶段.相反,您可以将显式模型更新作为模型上的独立操作启动。

在编译模型或模型层次结构时,可以通过单击取消按钮旁边的进度条。

链接阶段

在此阶段,Simulink引擎为执行框金宝app图的工作区域(信号、状态和运行时参数)分配所需的内存。它还为存储每个块的运行时信息的数据结构分配和初始化内存。对于内置块,块的主要运行时数据结构称为SimBlock。它存储指向块的输入和输出缓冲区以及状态和工作向量的指针。

方法执行列表

在Link阶段,Simulink引擎还创建方法金宝app执行列表。这些列表列出了调用模型的块方法来计算其输出的最有效顺序。在模型编译阶段生成的块执行顺序列表用于构造方法执行列表。

块优先级

您可以为块分配更新优先级。高优先级块的输出方法在低优先级块的输出方法之前执行。只有当这些优先级与块的执行顺序一致时,它们才会被尊重。

模拟循环阶段

一旦链接阶段完成,仿真进入仿真循环阶段。在此阶段,Simulink引擎利用模型金宝app提供的信息,以从仿真开始时间到仿真结束时间的间隔,依次计算系统的状态和输出。计算状态和输出的连续时间点称为时间步长。步骤之间的时间长度称为步长。步长取决于求解器的类型(参见解决比较)用来计算系统的连续状态,系统的基本采样时间(见系统中的采样时间),以及系统的连续状态是否有不连续(见讨论二阶导数过零检测).

仿真循环阶段有两个子阶段:循环初始化阶段和循环迭代阶段。初始化阶段发生一次,在循环的开始。迭代阶段从仿真开始时间到仿真停止时间,每个时间步重复一次。

在仿真开始时,模型指定要仿真的系统的初始状态和输出。在每个步骤中,计算系统的输入、状态和输出的新值,并更新模型以反映计算的值。在仿真的最后,模型反映了系统的输入、状态和输出的最终值。Simu金宝applink软件提供数据显示和记录模块。您可以通过在模型中包含这些块来显示和/或记录中间结果。

下面的流程图解释了模拟循环是如何工作的k表示主要步长计数器:

循环迭代

在每个时间步骤中,Simulink引擎:金宝app

  1. 计算模型输出。

    Simu金宝applink引擎通过调用Simulink模型Outputs方法来启动这个步骤。模型的Outputs方法反过来调用模型系统的Outputs方法,后者按仿真的Link阶段生成的Outputs方法执行列表指定的顺序调用模型包含的块的Outputs方法(请参阅解决比较).

    系统的Outputs方法将下列参数传递给每个block Outputs方法:一个指向block数据结构和它的SimBlock结构的指针。SimBlock数据结构指向Outputs方法计算块的输出所需要的信息,包括其输入缓冲区和输出缓冲区的位置。

  2. 计算模型的状态。

    Simu金宝applink引擎通过调用求解器来计算模型的状态。它调用哪个求解器取决于模型是否没有状态、只有离散状态、只有连续状态,或者同时有连续和离散状态。

    如果模型只有离散状态,则Simulink引擎调用用户选择的离散解算器。金宝app求解器计算达到模型的样本时间所需的时间步长的大小。然后调用模型的Update方法。模型Update方法调用其系统的Update方法,该方法按照在Link阶段生成的Update方法列表指定的顺序调用系统包含的每个块的Update方法。

    如果模型只有连续状态,那么Simulink引擎将调用模型指定的连续求解器。金宝app根据解算器,解算器要么反过来调用衍生品方法模型的一次或进入子循环小时间步的解算器反复调用模型的输出方法和衍生品的方法计算模型的输出和衍生品在连续的时间间隔内的主要步骤。这样做是为了提高状态计算的准确性。模型的Outputs方法和Derivatives方法依次调用它们相应的系统方法,这些系统方法按照在Link阶段生成的Outputs和Derivatives方法执行列表指定的顺序调用块Outputs和Derivatives。

  3. 可选地检查块连续状态中的不连续。

    一种称为过零检测的技术被用来检测连续状态中的不连续。看到讨论二阶导数过零检测为更多的信息。

  4. 计算下一个时间步骤的时间。

重复步骤1到4,直到达到模拟停止时间。

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