s-function中对多元函数的某一元进行求导并赋值

在s-function中对多元函数的某一元进行求导并赋值，可以使用Matlab中的syms和diff函数。具体步骤如下：

1. 在s-function中定义需要求导的变量和其他变量，以及需要输出的变量。

void mdlInitializeSizes(SimStruct *S)
{
    // 定义输入端口
    ssSetNumInputPorts(S, 1);
    ssSetInputPortWidth(S, 0, 1);
    ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);

    // 定义输出端口
    ssSetNumOutputPorts(S, 1);
    ssSetOutputPortWidth(S, 0, 1);

    // 定义需要求导的变量和其他变量
    syms x y;
    double z = 0.0;

    // 将需要求导的变量和其他变量存放在UserData中
    ssGetUserData(S)->x = x;
    ssGetUserData(S)->y = y;
    ssGetUserData(S)->z = z;
}

2. 在s-function中实现对需要求导的变量的求导。

void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid)
{
    // 获取输入端口和输出端口指针
    InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0);
    real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S,0);

    // 获取UserData中的变量
    syms x = ssGetUserData(S)->x;
    syms y = ssGetUserData(S)->y;
    double z = ssGetUserData(S)->z;

    // 对x求导并赋值
    double u = *uPtrs[0];
    double dx = diff(z, x);
    double res = dx.evalf(subs(x, u));
    z = subs(z, x, u);

    // 将z和res存放在UserData中
    ssGetUserData(S)->z = z;
    ssGetUserData(S)->res = res;

    // 输出res
    *y = res;
}

3. 在s-function中定义UserData结构体，用于存放需要求导的变量和其他变量。

typedef struct {
    syms x;
    syms y;
    double z;
    double res;
} UserData;

完整代码如下：

#include "simstruc.h"
#include <symengine/symengine.h>

typedef struct {
    syms x;
    syms y;
    double z;
    double res;
} UserData;

#define MDL_CHECK_PARAMETERS
static void mdlCheckParameters(SimStruct *S)
{
}

static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S)
{
    // 定义输入端口
    ssSetNumInputPorts(S, 1);
    ssSetInputPortWidth(S, 0, 1);
    ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);

    // 定义输出端口
    ssSetNumOutputPorts(S, 1);
    ssSetOutputPortWidth(S, 0, 1);

    // 定义UserData结构体
    ssSetUserData(S, malloc(sizeof(UserData)));

    // 定义需要求导的变量和其他变量
    syms x y;
    double z = 0.0;

    // 将需要求导的变量和其他变量存放在UserData中
    ssGetUserData(S)->x = x;
    ssGetUserData(S)->y = y;
    ssGetUserData(S)->z = z;
}

static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)
{
    // 设置采样时间
    ssSetSampleTime(S, 0, INHERITED_SAMPLE_TIME);
    ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);
}

static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid)
{
    // 获取输入端口和输出端口指针
    InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0);
    real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S,0);

    // 获取UserData中的变量
    syms x = ssGetUserData(S)->x;
    syms y = ssGetUserData(S)->y;
    double z = ssGetUserData(S)->z;

    // 对x求导并赋值
    double u = *uPtrs[0];
    double dx = diff(z, x);
    double res = dx.evalf(subs(x, u));
    z = subs(z, x, u);

    // 将z和res存放在UserData中
    ssGetUserData(S)->z = z;
    ssGetUserData(S)->res = res;

    // 输出res
    *y = res;
}

static void mdlTerminate(SimStruct *S)
{
    // 释放UserData结构体
    free(ssGetUserData(S));
}

#ifdef MATLAB_MEX_FILE
#include "simulink.c"
#else
#include "cg_sfun.h"
#endif