matlab simulink S-Function m文件的写法
来源:互联网 发布:c语言如何编写手机程序 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 09:53
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s函数是system Function的简称,用它来写自己的simulink模块。可以用matlab、C、C++、Fortran、Ada等语言来写,这儿我只介绍怎样用matlab语言来写吧(主要是它比较简单)。
function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag)
先讲输入与输出变量的含义:
t:代表当前的仿真时间,这个输入参数通常用于决定下一个采样时刻,或者在多采样速率系统中,用来区分不同的采样时刻点,并据此进行不同的处理。
x:表示状态向量,这个参数是必须的,甚至在系统中不存在状态时也是如此。它具有很灵活的运用。
u:表示输入向量。(是做成simulink模块的输入)
flag:是一个控制在每一个仿真阶段调用哪一个子函数的参数,由Simulink在调用时自动取值。
sys:是一个通用的返回参数,它所返回值的意义取决于flag的值。
x0:是初始的状态值(没有状态时是一个空矩阵[]),这个返回参数只在flag值为0时才有效,其他时候都会被忽略。
str是保留参数(mathworks公司还没想好该怎么用它,一般在初始化中将它置空就可以了,str=[])。
ts是一个1×2的向量,ts(1)是采样周期,ts(2)是偏移量。
switch flag,
case 0,
如果字段代表的向量宽度为动态可变,则可以将它们赋值为-1。
NumSampleTimes表示采样时间的个数,也就是ts变量的行数,与用户对ts的定义有关。
需要指出的是,由于s-function会忽略端口,所以当有多个输入变量或多个输出变量时,必须用mux模块或demux模块将多个单一输入合成一个复合输入向量或将一个复合输出向量分解为多个单一输出。
举个例子,考虑如下模型:设上述模型连续状态变量、离散状态变量、输入变量、输出变量均为1个,我们就只需改上面那一段代码为:(一般连续状态与离散状态不会一块用,我这儿是为了方便说明)
sizes.NumContStates=1;
sizes.NumDiscStates=1;
sizes.NumOutputs=1;
sizes.NumInputs=1;
ts=1;其他的可以不变。继续在mdlInitializeSizes函数中往下看:
在sfuntmpl继续往下看:
flag=1
继续:
flag=2表示此时要计算下一个离散状态,跑去调用函数mdlUpdate,即上面提到的x(k+1)=fd(t,x,u),找到mdlUpdate函数,模板文件这儿sys=[];表示没有离散状态,我们这而可以改成sys=fd(t,x(2),u)或sys=H*x(2)+G*u; %sys即为x(k+1)
看来后面几个一两句话就可了,呵呵,在sfuntmpl的118行
flag=3表示此时要计算输出,跑去调用函数mdlOutputs,即y=fo(t,x,u),找到mdlOutputs函数,如果sys=[]表示没有输出,我们改成sys=fo(t,x,u)或sys=C*x+D*u %sys此时为输出y
flag=4表示此时要计算下一次采样的时间,只在离散采样系统中有用(即上文的初始化函数mdlInitializeSizes中提到的ts设置ts(1)不为0)。
连续系统(ts(1)=0)中只需在mdlGetTimeOfNextVarHit函数中写上sys=[];这个函数主要用于变步长的设置,具体实现大家可以用edit vsfunc看vsfunc.m这个例子
flag=9表示此时系统要结束,一般来说在mdlTerminate函数中写上sys=[]就可,如果你在结束时还要设置什么,就在此函数中码相关代码。
关于sfuntmpl这个s函数的模板讲完了。
例子1
和simulink下的gain模块功能一样。注:s函数还可以带用户参数
function [sys,x0,str,ts] = sfungain(t,x,u,flag,gain)
switch flag,
case 0,
switch flag,
case 0,
case 3,
case {1,2,4,9},
end
使用模板编写s-function,如果需要额外的输入参量,可以在输入参数列表的后面增加这些参数,因为前面的4个参数是simulink调用s-function时自动传入的。对于输出参数,最好不做修改。
dx1=x2
dx2=9.81*sin(x(1))-2*x(2)+u
求出系统在单位阶跃输入下的x1的状态变化曲线,假设x1,x2初值为0。
function [sys,x0]=dong(t,x,u,flag)
if flag==0
elseif flag==1
elseif flag==3
else
end
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