【MATLAB】构建 SIMULINK 子系统和模块的封装

2023-05-16

构建SIMULINK的子系统可以使用自建模块进行封装,帮助文档编写,并掌握模型空间与MATLAB命名空间的交互。

具体步骤如下:

1. 创建自定义模块。在Simulink中,可以使用Subsystem、Model Reference或Library模块来创建自定义模块。Subsystem模块可以将子系统封装为一个模块,在其中进行参数设置和模块连接等操作。Model Reference可以创建一个独立的模型,可在现有模型中多次重复使用。Library模块可以将已封装为子系统的模块保存为库模型,以便在其他模型中重复使用。

2. 配置模块参数。在自定义模块创建完成后,需要设置模块的参数。例如,对于Subsystem模块,可以设置模块输入和输出端口的数目、位置、名称等参数,还可以设置模块的调用接口和模型参数等。

3. 添加帮助文档。为了方便其他用户使用自定义模块,需要添加相应的帮助文档,描述模块的使用方法、参数设置、模块功能、注意事项等。

4. 模型空间与MATLAB命名空间的交互。在自定义模块中,可以使用MATLAB函数和脚本来处理数据、进行计算或实现控制算法等功能。Matlab Function、MATLAB System、S-function等模块可以将MATLAB代码嵌入到自定义模块中。在模块运行过程中,MATLAB命名空间和模型空间是相互独立的,因此需要合理设计和调用MATLAB函数,保证数据的传递和处理正确无误。

5. 测试和修改自定义模块。自定义模块创建完成后,需要进行相应的测试和验证,进行仿真和调试,检查模块的可用性。

以下是更为具体的步骤:

1. 构建子系统:在 Simulink 模型中,选择所需的模块并将其拖到子系统区域中,或者将已有模块拖进子系统区域中。从工具栏中选择“子系统”选项并打开子系统编辑器,将需要的模块添加到该区域。编辑完子系统后,可设置输入和输出端口。

2. 自建模块的封装:

(1)创建 Matlab 函数文件或 Simulink 模型文件。

(2)在 Matlab 函数文件中定义输入和输出,输入值和输出值应该是数字或者向量。

(3)在 Simulink 模型中使用 Matlab Function 模块或 Simulink Function 模块。

(4)将上一步创建的 Matlab 函数文件或 Simulink 模型文件的文件路径输入到 Matlab Function 模块或 Simulink Function 模块。

(5)设置输入和输出端口、运行周期和调试选项等参数。

(6)保存模型并载入子系统。

3. 帮助文档编写:为方便用户使用子系统,需要编写详细的帮助文档。实现方法如下:

(1)在 Simulink 帮助文档的“模型外观”区域中添加子系统描述和参数说明等信息。

(2)在 Matlab 的 help 语句中添加有关该模块或子系统的文档说明。

4. 模型空间与 Matlab 命令空间的交互:在子系统中通过添加 Simulink Function 模块调用外部 Matlab 函数,从而实现模型空间与 Matlab 命令空间之间的交互。具体实现方法如下:

(1)在 Matlab 函数文件中定义输入和输出值。

(2)在 Simulink 模型中创建 Simulink Function 模块。

(3)将该函数的 MATLAB Function 模块添加到 Simulink Function 模块中。

(4)指定 MATLAB Function 模块在 Simulink Function 模块中的参数位置。

(5)给定 Simulink Function 模块的输入和输出端口。

(6)将 Simulink Function 模块放置到子系统中,并配置其参数。

(7)在模型中使用该子系统。

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