基于模型的openloop开环仿真

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什么是开环仿真

今天给大家介绍Simulink中一个杀手锏级别的功能-开环仿真。首先什么是开环仿真？在回答这个问题之前，不妨请先看一张开环仿真的框图。

这是一个典型的开环仿真的系统框图。可以看到，开环仿真并不需要实际系统的物理模型（对于无人机系统就是无人机的建模），而只需要Simulink模型的所有输入信息即可。所以整个系统并不是一个闭环的回路，而是开环。这就是问什么叫开环仿真的原因。

为什么要进行开环仿真

在我刚接触基于模型设计的适合，我也有这个疑问。我都有实际无人机平台了，为什么还要在仿真中去测试算法，而不直接在实际的无人机平台上测试呢？ 纵然，在实际的硬件平台上测试我们的算法并达到预期效果，是我们的最终目的。但是算法的开发和调试阶段往往是一个需要进行大量测试和算法迭代的过程。试想一下，如果我们的算法每次都需要在实际硬件上进行验证，我们每次都需要精力代码的编译，烧写，实际测试，查看算法效果这么一个过程。一个稳定的算法往往需要进行大量的测试，那么这种每次都在实际硬件上来调试算法的方式将消耗大量的人力和时间成本。而开环仿真则可以大大简化这个过程，大大提高我们的开发效率。、 以导航系统为例，假设我们已经有了一个基于Simulink开发的导航系统模型，为了测试我们开发的导航系统的性能，只需要记录一组实际飞行的日志数据。该日志里面包含了导航系统需要的所有输入信息（如各种传感器数据）。通过对日志进行解析，得到Simulink模型需要的总线数据，那么就可以进行仿真了。通过仿真，我们不仅可以得到导航系统所有的输出接口数据，就连系统内部各个模块的数据我们都可以进行查看。这样，我们就能清楚地知道我们导航系统的性能如何，有什么问题，哪里需要优化。在完成修改之后，只需要再运行一次仿真，就可以知道修改的效果，这将是多么的便利！算法工程师将从一次又一次繁琐的测试验证中解脱出来，只需要坐在电脑前，通过仿真就能完成所有的工作，这将大大提供工程开发的效率。

基于Simulink的开环仿真

Simulink的强大之处在于，它提供了一整套完善的机制来让你轻松搭建开环仿真环境。从日志解析工具，到系统Simulink模型的搭建，再到数据的可视化，这些都能通过Simulink/Matlab轻松完成。日志解析工具可以通过matlab脚本来完成。Simulink模型搭建自不用说，Simulink提供了丰富的基础模块，可以像搭积木一样快速搭建模型。数据的可视化方式就更多了，比如常用Data Inspector, Scope，也可以保存成workspace的variable，再用maltab的figure,plot进行绘图等等，可以非常方便地查看数据。