Simscape提供了多物理域系統的建模仿真平臺，包括機械、電氣、液壓和其他物理域。您可以使用它提供的各物理域基礎模塊來組裝各種物理模型，如電機、反向運算放大器、液壓閥和棘輪機構。因為Simscape組件之間使用物理連接，所以您的模型與您所開發的系統結構是匹配的。

Simscape模型可用于開發控制系統和測試系統級性能。您可以使用基于MATLAB的Simscape語言來擴展庫，以文本的形式定義物理建模物理域和模塊庫。您可以使用MATLAB變量和表達式來參數化模型，以及為Simulink中的物理系統設計控制系統。Simscape可支持C代碼生成,可以將模型部署到其他仿真環境，如硬件在環 (HIL) 系統。

主要特性

提供單一建模環境，可用于對機械、電氣和液壓、熱場以及其他多域物理系統進行建模和仿真；

用于開發自定義組件的物理模塊庫以及數學運算庫；

基于MATLAB的Simscape語言，支持使用文本定義物理建模組件、域和庫；

提供參數和變量的物理單位，并自動進行單位轉換；

仿真的模型可以包括相關物理建模工具提供的模塊，而無需購買這些建模工具；

支持C代碼的生成；

主要功能

1. 物理系統建模

Simscape可用于優化系統級性能以及被控對象建模。您所創建的模型支持您的整個開發流程，包括硬件在環仿真。

利用Simscape，建立系統模型就如同裝配物理系統一樣。Simscape采用物理網絡方法（也稱為非因果性建模）進行模型構建：模塊相當于物理元器件，比如如泵、電機、運算放大器等。模塊之間的連線相當于物理連接，用于傳遞能量。通過這種方法，您描述的是系統的物理結構，而非底層的數學原理。模型與原理圖非常相似，Simscape可以從建立的模型中自動構造微分代數方程(DAE)，描述系統動態性能。這些方程與Simulink模型的剩余部分集成，直接求解DAE。同時求解不同物理域組件變量，避免代數環問題。

電液伺服閥的截面圖（右），使用的噴嘴擋板放大器以黃色高亮顯示。Simscape 模型（左）中彩色模塊與彩色箭頭對應，這些箭頭代表典型的液體流動路徑。

2. 組件庫

您可以使用Simscape基礎庫中的基本元件來創建自定義組件模型。

3. 構件機械組件模型

Simscape提供與一維平動和一維轉動相關的基本機械模塊。除了質量、彈簧和阻尼等基本元件外，各種非線性效應比如反沖和摩擦也包括在內。SimMechanics和SimDriveline提供的接口模塊可用于將Simscape模型與使用這些工具構建的模型連接起來。

4. 構建電氣組件模型

Simscape提供表示電子元器件和回路的基本電氣模塊。除了電阻器、電容器和感應器等基本元件外，還包括運算放大器和變壓器等更復雜的元件。更復雜的電子元件或機電元件可以在SimElectronics庫中找到。

構建四通液壓閥和液壓缸模型：液壓和機械物理建模模塊用于構建此模型。

5. 構建熱效應模型

Simscape提供用于建模和仿真系統中熱效應的基本熱模塊。可以模擬熱傳導，熱對流，熱輻射，以及元件的熱質量。熱源模塊可以指定溫度或熱流；熱傳感器模塊可以測量熱流量或溫度變化。

構建投影儀傳熱模型：熱物理建模組件用于構建此模型。

6. 使用物理信號

使用Simscape搭建的模型可以包括帶單位的物理信號。可以在模塊參數對話框中指定參數值及其單位，Simscape在求解物理網絡時會進行必要的單位換算。使用物理信號模塊庫的模塊，可直接對物理信號進行各種數學運算，很方便的在物理網絡模型中搭建方程。Simscape模塊圖使用物理信號端口，更好的將物理信號集成到物理系統中，加快了計算速度。

使用這些基本庫里的元件，您可以構造出涉及多物理域的更復雜的組件。跟Simulink一樣，你可以將這一系列模塊組合為一個子系統，并將其參數化，以便重用和共享這些組件。

你可以使用Simscape中的傳感器模塊來測量各物理量的值，如機械（力/扭矩、速度）、液壓（壓力、流量）或電氣（電壓、電流）變量，然后將這些信號傳遞到標準Simulink模塊。Simulink信號可以通過源模塊來給這些變量中的任何一個賦值。通過傳感器模塊和源模塊，你可將Simulink開發的控制算法與Simscape模型網絡連接起來。

用于創建自定義組件模型的 Simscape 電氣、機械、液壓和熱模塊庫。

Simscape語言

Simscape語言可用于定義新的物理域，以及創建自己的物理建模組件和庫。它基于工程師們非常熟悉的MATLAB編程語言為基礎。通過這種面向對象的建模語言，您可以定義自定義組件，包括參數化、物理連接端口以及非因果隱式DAE方程。您也可以使用MATLAB來分析參數值，進行一些初等運算以及初始化系統變量。這些Simulink模塊及其對話框都是從Simscape源文件自動創建而來。

您創建的組件可以重用Simscape已定義的物理域，以確保您的組件與標準Simscape組件兼容。您也可以添加自己的物理域。可以自動創建Simscape組件和物理域的庫，這樣就可以在團隊之間共享這些模型。也可以為包含自定義組件的Simulink模型生成C代碼。

通過使用Simscape語言，您可以精確指定您的物理組件模型中需要考慮哪些影響。因此您可以在模型逼真度和仿真速度之間進行權衡。

使用 Simscape 語言創建考慮能量損失的超級電容。圖示方程（底部）使用 Simscape 語言（左）的實現方式。Simulink 模塊圖（右上）及其屬性對話框（中）都是從 Simscape 源文件自動創建而來。

使用Simscape編輯模式共享模型

在Simscape編輯模式下，您可以使用Simscape及其附加工具箱來進行物理建模和仿真： SimDriveline、SimElectronics、SimHydraulics、SimMechanics和SimPowerSystems。即使只有Simscape許可證，只要您機器上安裝了附加工具箱，您也可以打開、仿真、參數調節以及保存含有附加工具箱模塊的模型。您不需要購買額外的許可證，就可以在團隊之間共享您的模型。

將Simscape模型轉換為C代碼

Simscape可以將您的模型轉換為C代碼，以確保可使用Simulink加速模式來縮短仿真時間。您也可以使用Simulink Coder將Simscape模型轉換為C代碼，這樣就可以：

實時仿真，進行HIL測試

將您的模型集成到其它仿真環境中

將Simscape模型編譯為獨立的可執行文件，這樣可加速您的分析過程，比如參數分析和Monte Carlo仿真

將模型配置為實時運行，您可以使用硬件在環測試取代昂貴的原型機來進行系統測試。可以在開發流程的早期發現錯誤，降低成本和縮短設計周期。

通過模型創建一個獨立可執行文件，對可變參數模型的仿真進行加速。

以 HIL 測試取代硬件原型對控制算法進行測試：合并了 MathWorks 物理建模產品模塊的 Simulink 模型轉換為 C 代碼并下載到 Bachmann electronic M1 硬件控制器上。

MATLAB 與 Simulink 集成

Simscape擴展了對物理系統建模的功能。您可以使用物理連接的方式搭建物理對象模型，還可以將其直接連接到使用信號流的方式搭建的Simulink控制模型。Simscape模型還可以直接連接至MathWorks其它行業工具箱或者是其它物理的物理建模工具，這樣你就可以模擬出不同物理域之間的復雜耦合關系。

您可以使用MATLAB來參數化模型、自動化仿真測試、分析輸出數據以及優化系統性能。這樣，您便可以在MATLAB和Simulink環境下測試整個系統（多物理域對象模型和控制器）。

將 120 伏交流電壓轉換為 12 伏直流電壓的全波橋式整流器的 Simscape 模型（頂部）。此模型可用于為特定負載確定電容值。下圖（底部）顯示了直流電壓的波動。