前言

最近在学习如何在Simulink环境下，通过Simscape创建物理系统的模型并进行仿真。本文旨在通过介绍如何使用Simscape搭建一个简单的RLC电路物理模型，让大家对Simscape的基本模块组成和作用有个初步的了解。

一、Simscape的调用

我们要使用Simscape，就需要安装matlab，然后在matlab的Simulink库中调用Simscape库，基本用法与Simulink搭建模型的方法相同，所以要使用Simscape需要对Simulink的使用有基本的了解。本版本使用的是matlabR2020b（尽量使用新版本matlab）。Simscape库位置如下：

二、Simscape入门——RLC电路仿真模型搭建

1.RLC电路

下图为一个简单的RLC电路，我们希望利用Simscape搭建其物理模型，并且将Simscape电路模型进行封装，最后可以在Simulink中进行仿真分析。

2.Simscape搭建RLC电路系统模型需要的基本组件

下面我们来对Simscape搭建RLC电路所需要的基本组件进行介绍，有了这些基本组件，我们就可以搭建好一个RLC电路模型。

a. 可控电压源 Controlled Voltage Source

Simscape中的电压源，英文为Voltage Source，属于Simscape的Foundation Library基本库的Electrical Source部分，为了给出我们期望的电压源信号，所以需要选择可控电压源Controlled Voltage Source。

b. 基本电子元件Electrical Elements，

Simscape的基本电子元器件，属于Simscape的Foundation Library基本库的Electrical Elements。我们通常搭建一个电路需要的电子元件为电阻，电容和电感，并需要进行赋值。

此外，搭建一个电路必须有一个Electrical Reference元器件，作用是电气接地，模型必须至少包含一个电气参考端口。

c. 电压电流传感器 Sensor（万用表）

Simscape的传感器Sensor，类似于真实世界需要使用传感器Sensor来获取电路中的电流和电压信号。在Simscape中，电流传感器Current Sensor需要串联在电路中对电流进行测量，电压传感器Voltage Sensor需要并联在电路中对电压进行测量。

d. Simscape中utilities库

为了对搭好的Simscape模型进行一个仿真计算，并且将Simscape的信号和Simulink关联起来，还需要添加utilities库中的三个模块。模块和作用分别为：

PS-Simulink Converter，作用：将输入物理信号转换为Simulink输出信号。
Simulink-PSConverter，作用：将Simulink输入信号转换为输出物理信号。
求解器Solver Configuration，作用：对物理模型进行计算

3. Simscape的子系统框图

通过对上述基本组件模块的使用，一个RLC的电路仿真物理模型就搭建出来，并且可以进行仿真分析。最后的Simscape的子系统框图如下：

总结

本文简单介绍了Simscape在搭建基本电路仿真的设计步骤，不涉及更复杂的物理模型搭建，适合初学者对于Simscape的入门学习。其中完整的matlabSimulink仿真模型文件和pdf版介绍可以在此处下载。由于本人知识水平有限，对Simscape的介绍如有不足之处，欢迎大家留言讨论。

参考链接

【1】Simscape入门之旅

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