MATLAB Simulink S函数编写入门教程

"MATLAB Simulink S函数编写教程" Simulink中的S函数是一种系统功能，用于创建自定义的Simulink模块。S函数允许用户利用MATLAB的强大功能，超越Simulink标准库提供的模块，甚至可以使用C、C++、Fortran或Ada等其他语言来编写，以实现更复杂的算法或硬件接口。在这里，我们将主要关注如何使用MATLAB语言编写S函数。 使用S函数的主要原因是扩展Simulink的功能。通过S函数，用户能够利用MATLAB丰富的数学和工程计算资源，并且对于C或C++编写的S函数，可以直接操作硬件接口和系统API，提供了更广泛的控制和交互能力。 Simulink的仿真过程分为两个阶段：初始化和运行。在初始化阶段，系统设置如输入输出数量、状态初始值和采样时间等参数。运行阶段则涉及计算输出、更新离散状态以及处理连续状态的计算，这个阶段会持续到仿真结束。 MATLAB提供了模板函数`editsfuntmpl`来帮助用户创建S函数。这个模板函数的主体是一个MATLAB函数，例如`function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag)`。这里的参数有： - `t`: 采样时间 - `x`: 状态变量 - `u`: 输入信号，即Simulink模块接收到的输入 - `flag`: 仿真状态标志，用于区分初始化和运行阶段 - `sys`: 根据`flag`返回不同的结果，例如设置模块参数或提供计算输出 - `x0`: 状态变量的初始值 - `str`: 保留参数，通常在初始化时设为空 - `ts`: 包含采样周期和偏移量的向量 在`sfuntmpl.m`的代码中，使用`switch flag`语句来处理不同状态。例如，当`flag=0`时，调用`mdlInitializeSizes`函数进行初始化，其中`sys`结构体用于设置模块的参数，如`sizes.NumContStates`定义了连续状态的数量。 在编写S函数时，需要理解和利用这些参数以及它们在仿真过程中的作用。例如，`mdlInitializeSizes`函数用于定义模块的尺寸和属性，而其他函数如`mdlStart`（初始化运行时环境）、`mdlOutputs`（计算输出）和`mdlUpdate`（更新内部状态）则分别对应于仿真运行阶段的不同任务。 MATLAB Simulink S函数为用户提供了定制化Simulink模型的能力，允许用户根据具体需求构建复杂模型和算法，扩展了Simulink的功能边界，使其成为解决各种工程问题的强大工具。通过深入理解S函数的结构和工作原理，用户可以更有效地实现自定义的Simulink模块。