3. Simulink基础：模型基础、信号与总线、子系统与封装、仿真配置

好，咱们进入第三章。这一章是Simulink的基石，说白了就是搭积木的基本功。你想想看，飞控算法再牛，最后不都得在Simulink里跑起来？我见过不少新手，一上来就拖模块，结果模型乱得像蜘蛛网，仿真跑不通还找不到原因。嗯，这一章就是帮你打好地基。

3.1 模型基础：从空白画布开始

打开Simulink，你会看到一个空白画布。我个人习惯，第一步不是拖模块，而是先想清楚：这个模型要干什么？输入是什么？输出是什么？

模型文件（.slx）本质上是一个有向图。节点是模块，连线是信号。你拖一个Constant模块，再拖一个Scope模块，连起来，就是一个最简单的模型。但别小看这个，我在项目中遇到过有人把几百个模块堆在一个画布上，连个注释都没有。结果换个人接手，直接崩溃。

3.2 信号与总线：数据流动的血管

信号就是模块之间的连线。但Simulink里的信号，远不止一根线那么简单。

3.2.1 信号属性

每条信号都有数据类型、维度、采样时间。默认是double，但飞控里经常要用到single、int16、boolean。为什么？因为嵌入式芯片算力有限，double运算太慢了。我曾经在一个Pixhawk项目里，把所有double改成single，CPU负载直接降了30%。

3.2.2 总线（Bus）

当信号多起来，比如姿态数据有roll、pitch、yaw、quaternion，你总不能拉四根线吧？这时候总线就派上用场了。

总线说白了就是把一堆信号打包成一个结构体。在Simulink里用Bus Creator创建，用Bus Selector拆开。我建议你养成习惯：所有相关的信号都走总线。比如IMU数据、电机指令、状态估计，各用一个总线。这样模型看起来清爽，而且后期改起来也方便。

3.3 子系统与封装：模块化的艺术

子系统就是把一堆模块打包成一个模块。这不仅仅是美观，更是工程化的核心。

3.3.1 子系统类型

类型	用途	我常用的场景
Subsystem	普通子系统	把控制律、滤波器等独立功能打包
Atomic Subsystem	原子子系统	需要保证执行顺序时用，比如状态机
Triggered Subsystem	触发子系统	只在特定事件发生时执行，比如外部中断
Function-Call Subsystem	函数调用子系统	代码生成时对应一个函数，效率最高

3.3.2 封装（Mask）

封装是子系统的进阶玩法。你右键子系统 -> Mask -> Create Mask，就能给子系统加一个自定义界面。比如你做一个PID控制器子系统，封装后可以暴露Kp、Ki、Kd参数，别人用的时候直接填数字就行，不用进到里面改。

我个人习惯，封装时一定要加文档页（Documentation）。把输入输出说明、参数范围、注意事项都写清楚。你想想看，半年后你自己回来看这个模型，如果没有文档，你可能都忘了这个模块是干嘛的。

3.4 仿真配置：让模型跑起来

模型搭好了，怎么跑？仿真配置就是告诉Simulink：用什么求解器、跑多久、步长多少。

3.4.1 求解器选择

飞控仿真一般用定步长求解器。为什么？因为代码生成后，嵌入式代码也是定步长运行的。你用变步长仿真，结果可能很漂亮，但生成代码后跑出来完全不一样。

• 离散求解器（discrete）：没有连续状态时用，比如纯数字滤波器
• ode3（Bogacki-Shampine）：我常用的，精度和速度平衡
• ode4（Runge-Kutta）：精度更高，但计算量大

3.4.2 步长设置

步长就是仿真一次的时间间隔。飞控一般用1ms（0.001）或10ms（0.01）。步长越小越精确，但仿真速度越慢。我建议先设1ms，跑通了再调大。

3.4.3 仿真时间

仿真时间不是越长越好。比如你要测试一个姿态控制器的响应，跑10秒就够了。跑100秒纯属浪费时间。我一般先设10秒，看结果再调整。

3.5 知识体系总览

下面这张图是我自己整理的Simulink基础知识结构。你可以把它当作一个检查清单，看看自己哪些地方还没掌握。

嗯，这一章的内容就这些。记住，Simulink不是画图工具，是工程工具。你画的每一根线、建的每一个子系统，都要有明确的目的。别为了好看而建模，要为了好用而建模。