Simscape 是 MATLAB 提供的一个强大的多域物理系统建模和仿真工具，它允许用户在 Simulink 环境中创建和模拟复杂的物理系统。Simscape 模型可以帮助用户细化需求、设计控制系统、测试嵌入式控制器，并使用数字孪生支持在役运行

1. Simscape概述

Simscape使用库扩展Simulink，用于对跨越多个物理域的物理系统进行建模和仿真。MathWorks提供了一套用于建模多域物理系统的产品。下图显示了产品及其依赖关系。

Simscape Foundation库包含一套全面的、按不同域组织的基础元件和构建模块。将这些模块连接在一起，就像组装实际物理系统一样，通过将机械、液压、电气、气动和热能领域的组件连接到一个网络中来对物理系统进行建模。

使用这些模块以及附加产品（如Simscape Electrical或 Simscape Driveline）中的模块，完成对多域物理系统进行建模。 

使用Simscape，用户可以在Simulink环境中快速创建物理系统模型。用户使用Simscape的基本组件组装成原理图，来对电机、液压作动器和制冷系统等系统进行建模。用户也可以使用基于MATLAB的Simscape语言创建自定义组件模型，通过MATLAB变量和表达式对模型进行参数化，并在Simulink中为物理系统设计控制系统。Simscape还支持生成C代码，以便将模型部署到其他仿真环境，包括硬件在环 (HIL) 验证。

2. Simulink和Simscape建模区别

基于信号的输入/输出方法在Simulink中对物理系统进行建模。这种方法需要在系统级推导和实现方程。借助Simscape，我们可以使用物理网络方法创建模型，而无需推导系统级方程。这会使模型更易于创建、理解和维护。

Simulink模块之间的线代表信号连接，并允许数值数据沿一个方向从一个模块流向另一个模块。它们具有方向性，当与模块连接时Simulink会用箭头表示。Simscape模块之间的连接线代表组件之间的物理连接，并允许能量沿着连接在两个方向上流动。

3. 使用Simscape搭建模型

可以使用Simscape库来构建新的Simscape模型，现在我们以一个简单的RL电路来向大家详细介绍如何使用Simscape模块来搭建模型。

打开Simulink并创建一个新的空白模型：

打开Simulink Library Browser并导航到Simscape库：

在使用Simscape建模的时候，可以根据自己建模的需求添加所需的模块到模型中。

a. 求解器配置 (Simscape>Utilities库)—每个Simscape模型都需要这样的模块。用于为每个物理网络定义求解器设置。

b. 电气参考(Simscape>Foundation库 >Electrical>Electrical Elements库)—表示该电路的接地端。

c. 电阻(Simscape>Foundation库>Electrical>Electrical Elements库)—代表电阻器R。

d. 电感(Simscape>Foundation库>Electrical>Electrical Elements库)—代表电感器 L。

e. 直流电压源(Simscape>Foundation库>Electrical> Electrical Sources库)—向电路提供24V直流电流。 

搭建完成模型之后就需要对模块进行设置，Simscape模块可以通过双击并编辑对话框来配置，这样就可以更改物理网络中每个模块的参数、单位和初始条件。

4. 使用Simscape测量电流

在使用Simulink搭建模型时可以在Simulink示波器上直接查看电流，使用Simscape搭建模型时能轻松查看电流或者或者仿真的结果。

Simscape中的电流和其他物理量模型可以使用传感器进行测量，并可以通过模型使用Simulink中的信号。那如果要进行测量就可以将以下模块添加到模型中：

a. 电流传感器（Simscape>Foundation库>Electrical>Electrical Sensors库）—测量电路中的电流，它一直与测量电流的模块串联起来。

b. PS-Simulink转换（Simscape>Utilities库）—将物理信号转换为Simulink信号。物理信号是代表在物理域中被测量的参数的信号，它不能直接连接到Simulink模块。因此，可以使用PS-Simulink转换模块充当物理域和Simulink之间的接口。

c. Scope（Simulink>Sinks库）—可视化Simulink 信号。

仿真Simscape模型时，建议使用某些Simulink 求解器。Simscape模型的推荐求解器是 ode15s、ode23t，而对于固定步长模拟的本地求解器或ode14x。

本文主要介绍了Simscape的基础知识，包括Simscape的定义、产品，同时详细介绍了Simscape和Simulink应用场景和建模的区别，以及利用Simscape来搭建一个简单的模型。Simscape是一个功能强大的物理建模工具，可以帮助大家更好地理解和分析多领域物理系统使系统建模和仿真变得更加简单和高效，希望本篇关于Simscape的内容能够给大家带来一些帮助。