matlab deval函数

时间: 2024-03-28 15:34:13 浏览: 245

matlab-S函数编写示范

### MATLAB S-Function 编写指南与实例解析 #### 一、S-Function 概述 S-Function（System Function）是 MATLAB/Simulink 中一种高级编程接口，允许用户自定义模型中的组件行为，从而实现更为复杂的功能。S-Function 可以使用 MATLAB 语言（即 M 语言）或 C 语言编写。 #### 二、M 语言 S-Function 示例详解 M 语言 S-Function 是基于 MATLAB 脚本语言编写的，其核心在于通过不同的 `flag` 值来控制函数的不同阶段： 1. **Initialization (flag == 0)**: 初始化阶段，设置模型的基本属性。 2. **Derivatives Calculation (flag == 1)**: 计算状态变量的导数。 3. **Output Calculation (flag == 3)**: 计算输出值。 4. **Update (flag == 2)**: 更新状态变量。 5. **Variable Step Size Handling (flag == 4)**: 处理可变步长的情况。 6. **Termination (flag == 9)**: 清理资源。 ##### 2.1 初始化阶段 (`flag == 0`) 此阶段主要涉及 `mdlInitializeSizes` 函数的调用，用于设定模型的基本属性，包括但不限于状态变量的数量、输入/输出数量等。 ```matlab function [sys, x0, str, ts, simStateCompliance] = mdlInitializeSizes sizes = simsizes; sizes.NumContStates = 2; % 连续变量个数 sizes.NumDiscStates = 0; % 离散变量个数 sizes.NumOutputs = 1; % 输出个数 sizes.NumInputs = 1; % 输入个数 sizes.DirFeedthrough = 1; % 是否直通，当输出依赖于输入时，设为 1 sizes.NumSampleTimes = 1; % 至少需要一个采样时间 sys = simsizes(sizes); x0 = [0 0]; % 零初始条件 str = []; ts = [0 0]; simStateCompliance = 'UnknownSimState'; ``` ##### 2.2 导数计算 (`flag == 1`) 在此阶段，通过 `mdlDerivatives` 函数计算状态变量的导数。 ```matlab function sys = mdlDerivatives(t, x, u) sys = [-3 * x(1) - x(2) + u; 2 * x(1)]; ``` ##### 2.3 输出计算 (`flag == 3`) 该阶段使用 `mdlOutputs` 函数来计算模型的输出值。 ```matlab function sys = mdlOutputs(t, x, u) sys = [x(2)]; % 输出 x2 的值 ``` ##### 2.4 更新 (`flag == 2`) 在更新阶段，`mdlUpdate` 函数用于更新状态变量。 ```matlab function sys = mdlUpdate(t, x, u) sys = []; % 如果没有状态更新需求，则返回空数组 ``` ##### 2.5 变步长处理 (`flag == 4`) 此阶段用于处理可变步长的情况，例如下一个采样时间点的确定。 ```matlab function sys = mdlGetTimeOfNextVarHit(t, x, u) sampleTime = 1; % 例子：下一击发生在一秒后 sys = t + sampleTime; ``` ##### 2.6 清理 (`flag == 9`) 在终止阶段，`mdlTerminate` 函数可以用来清理资源。 ```matlab function sys = mdlTerminate(t, x, u) sys = []; % 清理资源 ``` #### 三、C 语言 S-Function 示例详解 C 语言 S-Function 相比 M 语言版本更加强大且灵活，适合需要更高性能的应用场景。 1. **定义宏**: 定义宏来指定 S-Function 的名称、级别以及输入/输出数量等。 2. **初始化**: 使用 `mdlInitializeSizes` 来初始化模型属性。 3. **计算**: 使用 `mdlOutputs`、`mdlDerivatives` 等函数进行计算。 4. **更新**: 使用 `mdlUpdate` 更新状态变量。 5. **终止**: 使用 `mdlTerminate` 清理资源。 ##### 3.1 定义宏 ```c #define S_FUNCTION_NAME test #define S_FUNCTION_LEVEL 2 #define INPUT_NUM 2 // 输入输出个数 ``` ##### 3.2 初始化 (`mdlInitializeSizes`) ```c static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S) { /* Set the number of continuous states. */ ssSetNumContStates(S, 2); /* Number of continuous states */ /* Set the number of discrete states. */ ssSetNumDiscStates(S, 0); /* Number of discrete states */ /* Set the number of outputs. */ ssSetNumOutputs(S, 2); /* Number of outputs */ /* Set the number of inputs. */ ssSetNumInputs(S, 2); /* Number of inputs */ /* Set the direct feedthrough flag. */ ssSetDirectFeedThrough(S, 1); /* Direct feedthrough */ /* Set the number of sample times. */ ssSetNumSampleTimes(S, 1); /* At least one sample time is needed */ } ``` ##### 3.3 计算 (`mdlOutputs`, `mdlDerivatives`) ```c static void mdlOutputs(int_T tid, SimStruct *S, int_T nOutput, const real_T *u) { /* Compute output here */ } static void mdlDerivatives(SimStruct *S) { /* Compute derivatives here */ } ``` ##### 3.4 更新 (`mdlUpdate`) ```c static void mdlUpdate(SimStruct *S, int_T nInput, const real_T *u) { /* Update state variables here */ } ``` ##### 3.5 终止 (`mdlTerminate`) ```c static void mdlTerminate(SimStruct *S) { /* Clear resources here */ } ``` #### 四、总结无论是 M 语言还是 C 语言 S-Function，都提供了强大的工具来定制 Simulink 模型的行为。通过掌握这些基本概念和示例代码，开发者可以更加灵活地构建复杂的系统模型，并实现特定的功能需求。在实际应用中，选择合适的语言取决于具体的需求和性能考量。

MATLAB的`deval`函数是用于在给定的ODE（常微分方程）或DAE（微分代数方程）求解器对象上进行插值的函数。它可以用来计算ODE或DAE的解在指定时间点的值。 `deval`函数的语法如下： ``` sol = deval(odeSol, t) ``` 其中，`odeSol`是ODE或DAE求解器对象，`t`是一个包含要求解的时间点的向量。函数将返回一个结构体`sol`，其中包含了在指定时间点上的解。 `deval`函数可以用于求解各种类型的ODE和DAE问题，包括初值问题、边值问题和延迟微分方程等。

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