开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（三）——Simscape 电路仿真模块

文章目录

前言

Simscape 电路仿真模块

模型搭建

仿真求解

分析和应用

总结

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前言

        见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（一）——powergui模块》

        见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（二）——MATLAB Fuction模块》

Simscape 电路仿真模块

        Simscape 电路仿真模块是在电路设计或控制算法开发时，为了验证电路原理或算法参数，而搭建电路仿真模型的一系列电子元器件模块。其在Simulink Toolbox库中的位置如下图所示。

        Mathworks官方Help对该模块的说明如下所示。

        这些电子元器件涉及的电学物理基础和扩展知识非常多，本文以电池放电电路模型为例，选取其中用到的Simscape 电路仿真模块，重点介绍这些模块在Simulink中进行仿真运算的基本方法。

模型搭建

        这里举例一个乘用车上12V蓄电池给两个负载供电的电路，假设其中一个负载是理想的恒定阻值用电器，另一个负载是阻值波动的用电器，该电路使用Simscape中的电路仿真模块搭建出来的模型如下所示：

仿真求解

        基于上述电路模型，首先添加上仿真求解器，然后再添加一些仿真时必需的虚拟测量模块，如下图所示：

        运行上述模型，就可以求解出想要的电压和电流等电路参数，并以示波器的方式显示出来，如下图所示：

分析和应用

        Simscape 电路仿真模块在电路模型仿真和复杂系统分析上面的应用功能非常强大，主要得益于MATLAB自带了丰富的仿真模块库和强大的求解分析器。比如上述模型中，选用不同电压、容量和内阻的电池时，电路增加或者减少一个特定负载电器，对蓄电的电压和电流会产生什么样的影响，都可以通过建模仿真求解直观展示出来，而不必人工通过计算，或者搭建电路进行实验。再比如，软件工程师基于上述电路设计开发了一个电池内阻实时检测的算法需要验证，但是把算法放到实际电路上验证还有诸多不便时，就可以把把上述仿真电路和软件算法直接在Simulink中结合起来，通过仿真的方式验证和优化软件算法。这种仿真求解会使时间、人力和物理的消耗都大幅减少，提升工作效率，软硬件设计开发都能事半功倍。主要适用于项目开发的早期设计阶段，能够提前获得仿真结果，在一定程度程度上替代实物验证，减少迭代优化次数，节省项目开发时间的成本和费用消耗。

总结

        以上就是本人在使用Simscape 电路仿真模块时，一些个人理解和分析的总结，首先介绍了该模块的背景知识，然后分别展示它的求解使用方法，最后分析了该模块的特点和适用场景。

        后续还会分享另外几个最近总结的Simulink Toolbox库模块，欢迎评论区留言、点赞、收藏和关注，这些鼓励和支持都将成文本人持续分享的动力。

        另外，上述例程使用的Demo工程，可以到笔者的主页查找和下载。

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