📚 课程目录第4章数据管理

4. 数据管理

任务说明

在MBD（基于模型的设计）开发流程中，信号与参数的数据管理是模型与代码生成之间的关键桥梁。本案例目标为：在Simulink环境中定义一组用于车辆纵向动力学仿真的信号对象与参数对象，明确其数据类型、初始值、存储类别及作用范围，并验证这些定义能够被模型正确引用且生成代码时保持属性一致。

数据对象定义

采用Simulink数据字典（.sldd）作为数据管理载体，在其中创建以下对象：

信号对象：VehicleSpeed（车速信号，单位km/h）、AccelPedalPos（加速踏板开度信号，%）、BrakePedalPos（制动踏板开度信号，%）
参数对象：VehicleMass（整车质量，kg）、DragCoeff（风阻系数）、FrontalArea（迎风面积，m²）、GravityConst（重力加速度，m/s²）

所有对象均基于内置类型Simulink.Signal和Simulink.Parameter创建，并设置存储类别以控制生成代码中的全局变量或宏定义。

实现步骤

以下MATLAB脚本完整创建数据字典并定义上述对象，同时设置关键属性：

<code>% 创建数据字典
dictName = 'VehicleData.sldd';
if exist(dictName, 'file')
    delete(dictName);
end
myDictObj = Simulink.data.dictionary.create(dictName);

% 打开设计数据节
dDataSectObj = getSection(myDictObj, 'Design Data');

% --- 定义信号对象 ---
sigNames = {'VehicleSpeed', 'AccelPedalPos', 'BrakePedalPos'};
for i = 1:length(sigNames)
    sigObj = Simulink.Signal;
    sigObj.DataType = 'single';          % 单精度浮点
    sigObj.InitialValue = '0';           % 初始值
    sigObj.StorageClass = 'ExportedGlobal'; % 生成代码中作为全局变量导出
    addEntry(dDataSectObj, sigNames{i}, sigObj);
end

% --- 定义参数对象 ---
% 整车质量
massObj = Simulink.Parameter;
massObj.Value = 1500;                    % 单位：kg
massObj.DataType = 'single';
massObj.StorageClass = 'ImportedExtern'; % 生成代码中引用外部定义
addEntry(dDataSectObj, 'VehicleMass', massObj);

% 风阻系数
dragObj = Simulink.Parameter;
dragObj.Value = 0.32;
dragObj.DataType = 'single';
dragObj.StorageClass = 'Define';         % 生成代码中作为宏定义
addEntry(dDataSectObj, 'DragCoeff', dragObj);

% 迎风面积
areaObj = Simulink.Parameter;
areaObj.Value = 2.2;                     % 单位：m²
areaObj.DataType = 'single';
areaObj.StorageClass = 'Define';
addEntry(dDataSectObj, 'FrontalArea', areaObj);

% 重力加速度
gravObj = Simulink.Parameter;
gravObj.Value = 9.81;                    % 单位：m/s²
gravObj.DataType = 'single';
gravObj.StorageClass = 'Define';
addEntry(dDataSectObj, 'GravityConst', gravObj);

% 保存并关闭字典
saveChanges(myDictObj);
close(myDictObj);
disp('数据字典创建完成：VehicleData.sldd');

模型引用与验证

在Simulink模型中，通过模型资源管理器将上述字典附加到模型（Model Properties → Data Dictionary）。随后在模型中使用Signal Specification模块或直接连线时输入信号名称，即可自动解析为字典中定义的信号对象。参数对象可直接在模块参数（如Gain模块的增益值）中填写DragCoeff等名称。

验证方法：在模型中使用Ctrl+D更新图后，检查模型编译是否报错；若编译通过，则说明所有信号/参数名称均被字典正确解析。进一步执行Ctrl+B生成代码，在生成的.h文件中应看到：extern float VehicleSpeed;等全局变量声明（对应ExportedGlobal信号），以及#define DragCoeff 0.32F等宏定义（对应Define参数）。若生成代码中属性与字典设置一致，则判定通过。

数据管理结构示意

判定标准

完成上述定义与模型引用后，按以下标准验证任务闭环：

数据字典文件VehicleData.sldd成功创建，且包含全部7个对象；
模型附加字典后更新图无错误，所有信号/参数名称均被解析；
生成代码中，ExportedGlobal信号以extern全局变量形式出现，Define参数以#define宏形式出现，ImportedExtern参数以extern声明形式出现；
数据类型均为single，初始值与设定一致。

满足以上条件即表示数据管理定义成功，可在后续模型开发中直接复用该字典。