simulating-simulink-models

使用 sim 命令仿真 Simulink 模型

当你需要以非破坏性方式配置仿真时，请使用此技能——例如覆盖参数、自定义输入、批量执行或访问结构化输出。对于持久、可复用的通过/失败行为测试（尤其是针对单个子系统的测试），请改用 testing-simulink-models。对于无需配置的简单一次性仿真，直接调用 sim() 即可，无需使用此技能。

适用场景

• 以非破坏性方式覆盖模型或模块参数（setVariable、setBlockParameter、setModelParameter），而不修改 .slx 文件
• 使用 Dataset 通过 setExternalInput 向根级 Inport 模块传递自定义输入信号
• 运行参数扫描或批量仿真（SimulationInput 数组、parsim、Fast Restart）
• 访问记录的信号数据（logsout），以便在仿真后进行分析

不适用场景

• 无需覆盖参数或自定义输入的简单一次性仿真——直接调用 sim('ModelName') 即可，无需使用此技能
• 编写基于 Gherkin 的声明式测试 → 使用 testing-simulink-models
• 测试单个子系统或组件 → 使用 testing-simulink-models（需要 Simulink Test；会自动创建测试框架，且只编译子系统——比 sim() 快得多，因为 sim() 总是编译整个模型）
• 添加、连接或删除模块 → 使用 building-simulink-models
• 检查模型结构中是否存在未连接的端口 → 直接使用 model_check 工具
• 根据模型行为生成需求 → 使用 generate-requirement-drafts

最简工作模式

始终使用 Simulink.SimulationInput 和 Simulink.SimulationOutput 进行仿真：

in = Simulink.SimulationInput('MyModel');
in = in.setModelParameter('StopTime', '10');
out = sim(in);

设置参数

使用 SimulationInput 方法配置仿真：

% Model-level parameters (StopTime, SolverType, SimulationMode, etc.)
in = in.setModelParameter('StopTime', '10', 'SolverType', 'Fixed-step');

% Block parameters — resolve path from blk_X ID (never type block names manually)
blkPath = Simulink.ID.getFullName('MyModel:5');
in = in.setBlockParameter(blkPath, 'Gain', '5');

% MATLAB workspace variables used by the model
in = in.setVariable('Kp', 1.2);

输入信号

使用 Simulink.SimulationData.Dataset 通过 Inport 模块传递输入信号。元素按索引位置与 Inport 模块匹配——第一个元素对应端口号为 1 的 Inport，第二个元素对应端口号为 2 的 Inport，以此类推。

dt = 0.01;
N = 1000;
t = dt*(0:N)';
u = sin(2*pi*t);

ts = timeseries(u, t);

ds = Simulink.SimulationData.Dataset;
ds{1} = ts;

in = in.setExternalInput(ds);
out = sim(in);

也可以使用 timetable 作为输入格式：

secs = seconds(t);
tt = timetable(secs, u);

ds = Simulink.SimulationData.Dataset;
ds{1} = tt;

in = in.setExternalInput(ds);

探索记录的数据

首先使用 who 确定模型会生成哪些类型的记录数据，然后检查 logsout 中的信号名称：

in = Simulink.SimulationInput('MyModel');
out = sim(in);

% See what logging properties exist (logsout, yout, tout, etc.)
who(out)

% List individual signal names within logsout
disp(out.logsout.getElementNames);

访问记录的数据

记录的信号可通过 out.logsout 访问。按名称直接访问：

% Plot a logged signal
plot(out.logsout.get('signalName').Values)

% Get time and data separately
sig = out.logsout.get('signalName').Values;
plot(sig.Time, sig.Data)

多次仿真

运行多次仿真时，请创建一个 Simulink.SimulationInput 对象数组：

in = repmat(Simulink.SimulationInput('MyModel'),N,1);
for k = 1:N
    in(k) = Simulink.SimulationInput('MyModel');
    in(k) = in(k).setVariable('gain', gains(k));
end
out = sim(in);

若要在迭代扫描中启用快速重启（只编译模型一次）：

out = sim(in, 'UseFastRestart', 'on');

并行仿真（parsim）

若要并行运行多次仿真，请使用 parsim，而不要循环调用 sim：

for k = 1:N
    in(k) = Simulink.SimulationInput('MyModel');
    in(k) = in(k).setVariable('gain', gains(k));
end
out = parsim(in);

parsim 也支持 'UseFastRestart','on'，可加快批量运行速度。

注意事项

• 切勿使用 set_param、load_system 或 open_system 来驱动仿真——SimulationInput 可替代它们。
• 切勿使用 try-catch 或 isfield 包装对 SimulationOutput 的访问——sim 要么返回有效对象，要么抛出错误。SimulationOutput 没有 isfield 方法。
• 切勿为记录的数据创建不必要的中间变量——直接通过 out.logsout.get('name').Values 访问。
• 始终将 in/out 用作 SimulationInput/SimulationOutput 的变量名。
• 始终将 setExternalInput 与 Dataset 配合使用——不要传递以逗号分隔的变量列表。

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