Simulink求解器的使用

Simulink求解器是Simulink进行动态系统仿真的核心所在，要想更好地运用好仿真工具，就必须对求解器有一定认识，但并不需要对其原理、公式、算法有深刻的理解才行，只要知道简单操作就够用了。

在Simulink仿真平台菜单栏命令Simulation-Model Configuration Parameters或者工具栏点击图标，便进入求解器设置界面。

01.

求解器的分类

a)离散求解器

离散系统的动态行为一般是由差分方程描述的。其输入与输出仅仅在特定的离散时刻上取值，系统状态每隔固定的时间才能更新一次，而Simulink对离散系统的仿真核心就是对离散系统差分方程的求解。

其求解器设置如下图所示，在选择“Solver”下，然后将“Solver selection”中，选择“discrete（no continuous states）”，即设定完成。

b)连续求解器

与离散系统不同，连续系统具有连续的输入和输出，并在系统中一般都存在连续的状态设置，连续系统中存在的状态变量往往是系统中某些信号的微分方程或者积分，这就决定数字计算机不可能得到连续的精确解，而只能得到系统的近似解。Simulink对连续系统的仿真核心是对系统微分或者偏微分方程进行求解，而其求解器有不同的形式，分定步长和变步长，对仿真过程的运算速率有一定影响，但对仿真结果不会有改变。

02.

求解器的设置

求解器的界面包含最常用的设定项，可以通过点击右下角的“Help”查看相应的解释，接下来就简单介绍主要的几项设定项。

1.Solver

在这里主要设置仿真时间、求解器的选择和细节参数。

Simulation time

可在“Start time”和“Stop time”分别输入仿真的开始时间和结束时间，决定了模型仿真的时间和取值范围，默认值为0.0和10.0，需要注意的是，设定的时长并不一定就需要相应的时长，一般运算时间要比设定的小得多，不然仿真就失去了一半的意义。

Solver Selection

不同的算法对不同的求解方程有着不同作用。仿真算法主要是求解常微分方程、传递函数和状态方程解的数值计算方法，可组合成四种，分别是变步长连续算法、变步长离散算法、定步长连续算法和定步长离散算法。

2.Date import/Export

在这里主要是从MATLAB工作空间输入数据或者导出数据到MATLAB工作空间，主要有如下设置。

Load from workspace

从MATLAB工作空间向模型中输入数据，并作为初始条件。

Save to workspace orfile

向MATLAB工作空间或者文件输出仿真时间、系统状态、系统输出与系统最终状态。

Simulation Data Inspector

自动检查工作空间的模拟数据、将数据流写到工作空间。

Save options

向MATLAB工作空间输出数据的输出格式、数据量、存储数据的变量名及生成附加输出信号数据等。

3.Math and Data Types

在这里主要用于提高仿真性能和由模型生成代码的性能，需完成对以下参数的设置。

Default for underspecifieddata type

用于选择已确认数据的类型

Use division for fixed-pointnet slope computation

用区分定点法计算网络坡度

Application lifespan

设定应用的寿命

4.Diagnostics

在这里主要用于设置当模块编译与仿真遇到突发情况时，Simulink如何处置。

5.Hardware Implementation

在这里主要用于定于硬件的特性，这些设置可以帮助用户在建模实际运行目标系统之前，通信仿真检测到以后目标系统上运行可能出现的问题。

6.Model referencing

在这里主要用于生成目标代码、建立仿真以及定义当前模型中包含其他模型或其他模型引用改模型时的一些选择参数值。

参考文献

[1]张德丰.MATLAB/Simulink电子信息工程建模与仿真

[2]石良臣.MATLAB/Simulink系统仿真超级学习手册