1.5 MATLAB/Simulink在過程仿真中的優勢

為了滿足用戶對工程仿真的要求，一些軟件公司相繼推出一批數學類科技應用軟件，如MATLAB、Xmath、Mathematica、Maple等。其中MathWorks公司推出的MATLAB由于有強大的功能和友好的用戶界面受到越來越多的科技工作者的青睞，尤其是控制領域的專家和學者。

MATLAB具有友好的工作平臺和編程環境、簡單易學的編程語言、強大的科學計算和數據處理能力、出色的圖形和圖像處理功能、能適應多領域應用的工具箱、適應多種語言的程序接口、模塊化的設計和系統級的仿真功能等諸多的優點和特點。

1990年，MathWorks軟件公司為MATLAB提供了新的控制系統模型化圖形輸入與仿真工具，并命名為SIMULAB，該工具很快就在控制工程界獲得了廣泛的認可，使得仿真軟件進入了模型化圖形組態階段。1992年正式將該軟件更名為Simulink。

Simulink是MATLAB提供的實現動態系統建模和仿真的一個軟件包，它讓用戶把精力從編程轉向模型的構造，為用戶省去了許多重復的代碼編寫工作、Simulink的每個模塊對用戶而言都是透明的，用戶只需知道模塊的輸入、輸出以及模塊的功能，而不必管模塊內部是怎么實現的，于是留給用戶的事情就是如何利用這些模塊來建立模型以完成自己的仿真任務。至于Simulink的各個模塊在運行時是如何執行，時間是如何采樣，事件是如何驅動等細節性問題，用戶可以不去關心，正是由于Simulink具有這些特點，所以它被廣泛地應用在過程控制系統仿真中。

近幾年來，在學術界和工業領域，Simulink已經成為動態系統建模和仿真領域中應用最為廣泛的軟件之一，也成為了目前最常用的過程控制系統仿真平臺。在過程控制系統仿真中，Simulink具有先天的優勢。

（1）Simulink可以很方便地創建和維護一個完整的模塊，評估不同的算法和結構，并驗證系統的性能。

由于Simulink采用模塊組合方式來建模，因而可以使得用戶能夠快速、準確地創建動態系統的計算機仿真模型，特別是對復雜的不確定非線性系統，更加方便。

而且，對同一個過程特性，Simulink可以方便地進行不同控制方案的仿真與評估，通過多種仿真的分析比較，有利于用戶對過程控制理論的理解和掌握。例如，改變純滯后系統控制器的被控變量，可進行常規PID控制、Smith預估控制兩種完全不同的控制方案的仿真。

（2）Simulink模型可以用來模擬線性和非線性、連續和離散，或者兩者的混合系統，也就是說它可以用來模擬幾乎所有可能遇到動態系統。

另外，Simulink還提供一套圖形動畫的處理方法，使用戶可以方便地觀察到仿真的整個過程。

（3）Simulink沒有單獨的語言，但是它提供了S函數規則。S函數可以是一個M函數文件、Fortran程序、C或C++語言程序等，通過特殊的語法規則使之能夠被Simulink模型或模塊調用。S函數使Simulink更加充實、完備，具有更強的處理能力。

如同MATLAB一樣，Simulink也不是封閉的，它允許用戶可以方便地定制自己的模塊和模塊庫。同時Simulink也同樣有比較完整的幫助系統，使用戶可以隨時找到對應模塊的說明，便于應用。

總之，Simulink就是一種開放性的，用來模擬線性或非線性的、連續或離散的，或者兩者混合的動態系統的強有力的系統級仿真工具，非常適合用來進行過程控制系統仿真。

目前，隨著軟件的升級換代，在軟硬件的接口方面有了長足的進步，使用Simulink可以很方便地進行實時的信號控制和處理、信息通信以及DSP的處理。世界上許多知名的大公司已經使用Simulink作為它們產品設計和開發的強有力工具。