使用Simulink/Stateflow進(jìn)行控制策略建模相信對(duì)于校長(zhǎng)星粉們而言都是小菜一碟，早已掌握了的基本技能。但是會(huì)建模和建模建的好，是兩回事；把建模的工作完成跟建模的藝術(shù)更是兩回事。本文校長(zhǎng)將基于MAAB的建模層次規(guī)范講述建模時(shí)應(yīng)該如何架構(gòu)好層次，并在層次內(nèi)做好設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)工作，讓工程師的作品層次更上一個(gè)臺(tái)階。

Simulink的模型可以分為四個(gè)層次：

1. Top Layer頂層

2. Trigger Layer任務(wù)觸發(fā)層（根據(jù)該層是否存在決定整體架構(gòu)是Type A還是Type B）

3. Structure Layer結(jié)構(gòu)層

4. Data flow Layer數(shù)據(jù)流層

• Top Layer

頂層模型一般分為輸入，控制器，輸出三個(gè)部分，輸入輸出是控制器對(duì)外界的數(shù)據(jù)交互端口，控制器是一個(gè)原子子系統(tǒng)，僅對(duì)外暴露數(shù)據(jù)接口。Trigger, Enable等模塊是不應(yīng)該出現(xiàn)在頂層模型中的。一般頂層模型示意圖如下：

• Triggered Layer

觸發(fā)層則主要是基于Trigger或者Function-Call信號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，目的是為了將不同定時(shí)周期執(zhí)行的任務(wù)，或者由外部事件調(diào)用的任務(wù)進(jìn)行分離，使用不同的任務(wù)觸發(fā)信號(hào)分別進(jìn)行管理。這樣可以表現(xiàn)出系統(tǒng)的多任務(wù)調(diào)度，也使得任務(wù)之間保持高度的獨(dú)立性。觸發(fā)信號(hào)可以由狀態(tài)機(jī)的Chart的Event輸出信號(hào)形成。其一般示意圖如下：

觸發(fā)層中，彼此獨(dú)立的任務(wù)由Triggered子系統(tǒng)或者Function-Call子系統(tǒng)構(gòu)成，那么可能存在某個(gè)采樣時(shí)刻多個(gè)任務(wù)都需要執(zhí)行的情況，這時(shí)可以設(shè)置子系統(tǒng)的優(yōu)先度Priority，使得同一個(gè)采樣時(shí)刻下需要執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)具有明確的先后順序。另外，還需要注意觸發(fā)信號(hào)源的名字其關(guān)鍵字應(yīng)該被對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)的名字所包含。如Task4ms的觸發(fā)信號(hào)源，其調(diào)用的Triggered Subsystem的名字中包含Task4ms的字樣。

• Structural Layer

結(jié)構(gòu)層的模型需要由同類型的模塊構(gòu)成。所謂同類型，是指該層次下所有的模塊要么全部都是Subsystem，要么全部都是基本模塊構(gòu)成的。當(dāng)然，類似Bus Creator, Bus Selector, Mux, Inport, Outport，Merge，F(xiàn)rom，Goto之類的通用模塊是被允許使用的，它們可以在任意模型層次中出現(xiàn)。而Enable，Trigger，F(xiàn)unction-Call模塊除了Top Layer以外的層次也是都可以被安排。當(dāng)前層次下全部都是Subsystem模塊的就是結(jié)構(gòu)層，全是基礎(chǔ)模塊構(gòu)成的就是Data flow Layer數(shù)據(jù)流層，數(shù)據(jù)流層就是最底層。

不使用觸發(fā)層的架構(gòu)下，結(jié)構(gòu)層的模型是不帶有Enable，Trigger，F(xiàn)unction-Call模塊的，為了明確的表示采樣時(shí)間，往往需要在Inport和Subsystem的模塊屬性中顯示出tsample采樣時(shí)間。

當(dāng)模型的架構(gòu)中帶有觸發(fā)層時(shí)，結(jié)構(gòu)層就會(huì)帶有Trigger，Enable，F(xiàn)unciton-call模塊。首先，這些觸發(fā)源模塊必須放置在當(dāng)前層次的最高層，可以直接將觸發(fā)源的調(diào)度周期標(biāo)注在觸發(fā)模塊上，因?yàn)榇藭r(shí)的結(jié)構(gòu)層是一個(gè)原子子系統(tǒng)，所有模塊都采用相同的采樣時(shí)間，由觸發(fā)源信號(hào)決定。此種類型的結(jié)構(gòu)層示意圖如下：

結(jié)構(gòu)層可以嵌套多個(gè)層次，并非僅存在一層。子系統(tǒng)內(nèi)部可以嵌套子系統(tǒng)，子系統(tǒng)的劃分是根據(jù)軟件的功能需求聚集為子系統(tǒng)，而不是僅僅因?yàn)槟Ｐ筒季址奖憔蛯⑵浯俪勺酉到y(tǒng)。這一點(diǎn)校長(zhǎng)的星粉們一定要銘記在心。

• Data flow Layer

數(shù)據(jù)流層，顧名思義，就是根據(jù)基本計(jì)算模塊讓數(shù)據(jù)流動(dòng)起來(lái)的模型層。此層次為模型的最底層，層次中的模塊都是用Commonly Used Block中的模塊搭建而成，形成最常被復(fù)用的軟件組件，如濾波器，PID控制器，做簡(jiǎn)單模式切換的Chart模塊等。示意圖如：

數(shù)據(jù)流層中最常被使用到的模塊包括Inport，Outport，Lookup Table, Add, Product, Gain, Switch, Logic Operator，Relational Operator，multiport switch，Saturation，Bus Creator，Bus Selector以及放置到庫(kù)中的Atomic Subsystem等。B站小伙伴們注意保持小而美的軟件組件復(fù)用。