機電系統的開發需要將物理子系統與控制系統和嵌入式軟件進行集成。從最初開發到生產的整個過程中，工程師們會使用基于模型的設計對多學科機電系統進行建模、仿真和驗證。
借助 MATLAB、Simulink 和 Simscape，您可以：
· 了解從算法設計到被控對象行為這個過程中所涉及的復雜系統交互
· 與多個團隊同時開展工作來加快開發速度
· 預測并優化系統性能
· 提高機電系統的質量并使用更少的硬件原型進行測試
· 通過從仿真模型自動生成代碼來消除手動編碼錯誤
· 維護從需求到設計再到代碼的可追溯性
· 將設計模型重用為可操作的數字孿生
建模
使用 Simscape 開發系統或組件級模型，以表示系統在電氣、機械或流體領域的物理部分。從現有 CAD 文件導入設計，以實現 3D 物理組件和 SPICE 子電路的可視化，從而整合制造商的特定行為。在開發的早期階段，通過仿真優化系統性能并發現集成錯誤。重用仿真模型，以便進行虛擬調試或獲得可操作的數字孿生。
控制設計和調度邏輯
使用波特圖或根軌跡等線性控制技術對非線性物理模型進行線性化，以開發閉環控制系統，或使用模型預測控制或穩健控制等先進控制策略。利用預置函數和交互式工具自動調整和優化控制器，以滿足系統的性能要求和穩定性約束條件。分析超調量、上升時間、相位裕度和增益裕度等時域和頻域的關鍵性能和穩定性特征。
開發并驗證用于調度控制和錯誤處理的狀態機。在執行調度邏輯識別潛在設計錯誤的同時，使用圖形動畫對該邏輯進行分析和調試。
硬件在環測試與快速控制原型設計
使用快速控制原型設計 (RCP) 完善算法，以便為生產環境做好準備。對被控對象和環境模型進行硬件在環 (HIL) 仿真，以減少物理原型的使用。在 Speedgoat 硬件上運行實時仿真并在 MATLAB 中分析結果，以提高機電系統的性能。
產品級代碼生成
直接從 MATLAB 和 Simulink 自動生成經過優化的 C、C++、IEC 61131-3（結構化文本和梯形圖）、CUDA、Verilog 或 VHDL 代碼，從而消除手動編碼錯誤。利用浮點和定點設計工具來研究性能上的權衡。將生成的獨立于硬件的代碼集成到 PLC 平臺的集成開發環境 (IDE) 當中，以部署到實時硬件以及進行聯機調試。
