主要内容

动态系统的仿真阶段

模型编译

模拟的第一个阶段发生在系统的模型是开放的并且您模拟模型的时候。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的表单,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,数值类型和维数,没有由模型显式指定,并检查每个块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。

  • 通过用虚拟子系统所包含的块替换虚拟子系统,来扁平化模型层次结构解决比较).

  • 通过基于任务的排序确定块的执行顺序。

  • 确定模型中未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(更新图表并运行模拟).不同之处在于,Simulink软件启动模型编译作为模型金宝app仿真的一部分,其中编译直接进入链接阶段,如中所述链接阶段.相反,您将显式的模型更新作为对模型的独立操作启动。

链接阶段

在这个阶段,Simulink引擎为执行金宝app框图的工作区域(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、状态和工作向量的指针。

方法执行列表

在Link阶段,Simulink引擎还会创建方金宝app法执行列表。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。这些优先级只有在与块执行顺序一致的情况下才会被尊重。

模拟循环阶段

一旦链接阶段完成,模拟就进入模拟循环阶段。在该阶段,Simulink引擎利用模型金宝app提供的信息,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)用于计算系统的连续状态,即系统的基本采样时间(参见系统采样时间),以及系统的连续状态是否具有不连续性(参见讨论二阶导数过零检测).

模拟循环阶段有两个子阶段:循环初始化阶段和循环迭代阶段。初始化阶段只在循环开始时发生一次。迭代阶段从仿真开始时间到仿真停止时间,每个时间步长重复一次。

在模拟开始时,模型指定要模拟的系统的初始状态和输出。在每一步中,计算系统输入、状态和输出的新值,并更新模型以反映计算值。在仿真结束时,模型反映了系统输入、状态和输出的最终值。Simu金宝applink软件提供数据显示和日志记录块。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表示主步数计数器:

循环迭代

在每个时间步中,Simulink引擎:金宝app

  1. 计算模型输出。

    Simu金宝applink引擎通过调用Simulink模型输出方法启动这一步。模型输出方法依次调用模型系统输出方法,该方法按仿真的Link阶段生成的输出方法执行列表指定的顺序调用模型包含的块的输出方法(参见解决比较).

    system Outputs方法将以下参数传递给每个块Outputs方法:一个指向块数据结构及其SimBlock结构的指针。SimBlock数据结构指向Outputs方法计算块输出所需的信息,包括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没有状态、只有离散状态、只有连续状态,还是同时具有连续和离散状态。

    如果模型只有离散状态,那么Simulink引擎调用用户选择的离散求解器。金宝app求解器计算达到模型的采样次数所需的时间步长。然后调用模型的Update方法。模型Update方法调用其系统的Update方法,该方法调用系统包含的每个块的Update方法,其顺序由在Link阶段生成的Update方法列表指定。

    如果模型只有连续状态,则Simulink引擎调用模型指定的连续求解器。金宝app根据求解器的不同,求解器依次调用模型的导数方法一次,或者进入一个小时间步的子周期,在这个子周期中,求解器重复调用模型的Outputs方法和Derivatives方法,以在主时间步内的连续间隔计算模型的输出和导数。这样做是为了提高状态计算的准确性。模型Outputs方法和Derivatives方法依次调用它们对应的系统方法,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。

    一种叫做过零检测的技术用于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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