在MATLAB的Simulink中有些常用的模块，今天主要介绍From Workspace模块和From File模块。

1.From Workspace模块

Simulink模型有时需要将Base workspace 的数据导入到模型中进行仿真,From Workspace模块提供了这样一个导入功能,它将保存在 Base Workspace，Model Workspace或 Mask Workspace 等处的变量作为信号导入Simulink模型。

参数设置

参数说明

Data:导入Simulink模型的变量名,可以是变量名也可以是MATLAB表达式,默认值为simin。Simin的数据类型可以是以下3种类型:(1)时间序列Timeseries对象,可以通过timeseries函数创建。(2)二维矩阵,矩阵第一列为仿真采样时间序列,其余每列表示对应采样时刻的信号值。(3)结构体类型,可以包含仿真采样时间序列作为其成员变量,也可以不包含。Timeseries对象通常包括Name、Time、TimeInfo、 Data和 DataInfo 5个成员变量,其中Time中存储仿真采样时间向量, Data中存储对应仿真采样时刻的信号量。

(1)时间序列Timeseries对象,可以通过timeseries函数创建。

可以通过timeseries 函数来创建一个时间序列对象,格式为ts = timeseries( data, time)，函数参数中data表示信号序列, time表示采样时间序列,其余参数timeInfo, dataInfo等可采用默认值,例如:

ts = timeseries(sin([0:0.01:4*pi]),[0:0.01:4*pi]);

  timeseries  常见属性:            Name: 'unnamed'            Time: [1257x1 double]        TimeInfo: tsdata.timemetadata            Data: [1x1x1257 double]        DataInfo: tsdata.datametadata

仿真图

示波器输出

(2)二维矩阵,矩阵第一列为仿真采样时间序列,其余每列表示对应采样时刻的信号值。

二维矩阵导入信号时,第一列存储仿真采样时间序列,后面每列为一个信号列向量。例如：

maxtri = zeros(size(repmat([0:0.1:10]',[1 3])));%初始化矩阵%给数据矩阵赋值maxtri(:,1) = [0:0.1:10]';maxtri(:,2) = 3*sin([0:0.1:10]');maxtri(:,3) =2*cos([0:0.1:10]');

示例2

仿真图

示波器输出

(3)结构体类型,可以包含仿真采样时间序列作为其成员变量,也可以不包含。

结构体则通常包括3个成员变量time ,signals和 blockName。signals这个成员本身又是一个包含values , dimension和label 3个成员的结构体。支持From Workspace模块的结构体应该具有以下3个成员变量:

s = struct('time',[0:0.01:10]','signals',struct('values',sin([0:0.01:10]'),'dimension',length([0:0.01:10])));

示例3

示波器输出

其他参数说明

Output data type:From Workspace模块输出信号的数据类型。Sample time:模块的采样时间。因Data中一般都按照系统解算器定义的采样时间序列，此处推荐使用默认-1。Interpolate data:当某些信号在一些采样时刻点没有提供对应的采样数据时,是否根据线性插值计算出这个时刻的信号值?当勾选此选项则进行线性插值,否则则延用前一个采样时刻的信号值。Enable zero-crossing detection:勾选是否启动过零检测功能。Form output after final data value by:当模型的仿真时间范围超出From workspace的data提供数据的时间范围时,需要选择如何对提供的采样时间范围外的信号进行插值预测或默认值输出,选项包括Extrapolation(外部插值)、Setting to zero(保持О输出)、Holding finalvalue(输出最后一个值)和Cyclic repetition(周期循环输出)。如果需要产生周期循环的自定义信号,From Workspace 也是个不错的选择,准备好了采样时间和采样数据的变量

2.From File模块

数据存储是MATLAB/Simulink 的Workspace虽然可以保存仿真过程数据,但是毕竟是暂时的,关闭MATLAB之后就自动清除掉了。有时需要将仿真得到的宝贵实验数据长期存放在硬盘上,以便后续使用。MATLAB特有的数据存储格式是. mat ,在MATLAB中可以使用load从硬盘载入mat文件内部数据到Workspace,使用save将Workspace的数据存储到mat 文件中去。

Simulink提供了From File模块,可以导入硬盘上的mat文件到Simulink模型中作为输入信号连接其他模块进行仿真。该模块有1个输出端口,并显示所导人的mat文件名在模块图标中央,如图所示。

参数设置

参数说明

File name:模块所导人的mat文件名,要求mat文件是MATLAB timeseries object或矩阵2种数据格式中的一种。与From Workspace的导入数据格式相比缺少对结构体类型的支持,并且矩阵的排布方式也有所不同。From File要求第一行是采样时间向量,第二行到最后一行是分别对应采样时刻的信号值向量。Output data type:模块输出数据类型的设置, From File模块支持除字长超过32位的固定点数据类型以外所有的Simulink 内建数据类型。Sample time:模块的采样时间设置,默认是0﹐表示连续采样时间,以模型的基础采样率(最高采样频率)作为此模块的采样时间。如果填入一1,则继承接受From File 信号的模块(即其后所连接的模块)的采样时间。Data extrapolation before first data point :在 mat 文件提供的数据时间范围之前,SImu-link进行插值所用算法的选择,包括Linear extrapolation(线性外插)，Hold first value(使用mat 文件第一个采样点的值)和Ground value(使用对应数据类型的0值)。 Data interpolation within time range:在 mat文件提供的数据时间范围 内的插值算法选择,包括Linear interpolation(线性内插)和Zero order  hold(使用相邻两个采样时刻值中的首个。) Data extrapolation after last data point:在mat文件提供的数据时间 范围之后,Simulink进行插值所用算法的选择,算法选择同 Data extrapolation  before first data point。 

示例4

maxtri = zeros(size(repmat([0:0.1:10],[3 1])));%初始化矩阵%给数据矩阵赋值maxtri(1,:) = [0:0.1:10];maxtri(2,:) = 3*sin([0:0.1:10]);maxtri(3,:) =2*cos([0:0.1:10]);save maxtri.mat maxtri

示波器输出

参考内容

[1] 博客园作者叮叮当当sunny的文章《Simulink仿真入门到精通（二） Simulink模块 》，文章链接如下：

[2] 孙忠潇.Simulink仿真及代码生成技术入门到精通[M].北京:北京航空航天大学出版社,2015.

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作 者 | 郭志龙

编 辑 | 郭志龙

校 对 | 郭志龙