- 仿真步长的设置
对于数字控制系统而言，在Simulink仿真环境中，总的来说有三个步长需要考虑。首先由于数字控制系统是离散系统，因此需要在仿真模型的模型设置中将求解器类型设置为固定步长，求解器设置为离散，固定步长大小为整个模型的最小执行步长，即在该模型中的模块将默认按照此步长执行。
图1 模型步长设置
任何模块需要单独设置执行步长(Sample time)时不能小于该步长，默认设置为-1，即固定步长大小设置的步长。
图2 可单独设置执行步长的模块
此外当求解器类型设置为固定步长后，模型中将不能包含任何连续状态(continuous)的模块，否则模型运行时将报错。
第二个步长为电力电子元器件的运行步长，例如电源模块，电感、电容和电阻模块，二极管、mos管模块等。在进行元器件的仿真时，需同步在模型中添加powergui模块。
图3 powergui模块
该模块中设置的参数即为元器件的仿真属性，由于实际的电力电子元器件为连续系统，因此在仿真时可将其步长设置的小一点，从而使仿真更接近真实情况。因此在仿真时可将上文提到的两个步长设置为中断时间间隔的1/100 ~ 1/500。
第三个步长为数字控制系统的运行步长，即中断时间间隔。通常来说，数字控制系统每触发一次中断，将进行一次采样，中断控制程序运行一次，控制信号(占空比信号)更新一次，因此在仿真时需将上述逻辑充分考虑到，设置合理的中断触发点和触发频率，还原真实数字控制器的工作模式，从而使仿真设计得到的控制器参数能够很好的应用到实际实验中。
遗憾的是，网上的多数教学视频在进行建模仿真时并没有考虑第三个步长的设置，常见的情况是使用同一步长进行仿真，这样虽然输出结果可以稳定跟随参考信号变化，但由于占空比信号是和PWM载波信号同一步长进行更新的，因此占空比信号是在0 ~ 1之间跳变的，这样设计补偿出来的控制器参数是不具有实际指导意义的。
- 中断触发的设置
本文以Buck电路为例，讨论其控制系统的建模与仿真。下图为最终的Simulink仿真模型，整个模型均采用黑模型进行建模，其中左侧为电路部分，右侧为采样和控制算法部分。
图4 Buck电路控制系统Simulink模型
电路参数设计参考的小破站西瓜粥老师DC-DC变换器Buck部分的课后习题。（西瓜粥老师的电路原理讲解还是非常nice的，强烈推荐刚入门的同学看一下！）。具体参数如下所示，没有时间看视频的同学可以直接看下面的参数。
Buck变换器，输入40V， 输出18V，负载10Ω，要求输出电压纹波不超0.5%，电路工作在连续电流模式。计算参数：占空比: 0.375; 电感: 100uH; 电容: 120uF; 开关频率: 40kHz; 平均电感电流: 1.8A; 电感电流最大值: 3.24A ; 电感电流最小值: 0.36A。
对于控制部分，开关频率为40kHz，本模型采用中断频率、采样频率和开关频率同频率的控制模式，首先将上文提到的第一个和第二个步长设置为开关周期的1/100，即2.5e-7s，以提高模型的仿真精度。相应的，电路的输出电压更新时间间隔也为2.5e-7s。而控制系统的采样时间间隔为2.5e-5s，即模型每执行100个步长，让采样触发一次，将采样结果输入到控制系统中进行占空比的更新计算。因此本模型选择使用采样保持模块进行采样，触发时间间隔为2.5e-5s。
图5 采样模块
对于平均值电流控制而言，还需保证电感电流的采样点在每个变换周期的最大值和最小值的中点位置。
采样和占空比更新位置与PWM载波的关系如下所示。在数字控制器中，PWM的计数最高点触发ADC采样，AD转换完成后进中断，在下一次PWM载波开始(计数清零时)进行占空比更新。
图6 数字控制系统控制逻辑
- 仿真结果
下图为Buck电路的仿真结果，从图中可以看出，该仿真模型与实际数字控制系统的控制逻辑保持一致，占空比更新的时间间隔为2.5e-5s，PWM载波峰值点触发采样，从而保证电流重点采样，然后在下一个载波零点更新占空比。采样值为1.8A，与设计参数保持一致，此外电路工作在连续电流模式。输出电压的局部放大图如图8所示，纹波不超过0.5%，符合设计要求。
图7 仿真结果
图8 输出电压局部放大