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《matlab中如何編寫(xiě)s函數(shù).docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、函數(shù)是systemFunction的簡(jiǎn)稱，用它來(lái)寫(xiě)自己的simulink模塊。???????可以用matlab、C、C++、Fortran、Ada等語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)，這兒我只介紹怎樣用matlab語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)吧（主要是它比較簡(jiǎn)單）。先講講為什么要用s函數(shù)，我覺(jué)得用s函數(shù)可以利用matlab的豐富資源，而不僅僅局限于simulink提供的模塊，而用c或c++等語(yǔ)言寫(xiě)的s函數(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件端口的操作，還可以操作windowsAPI等的。先介紹一下simulink的仿真過(guò)程（以便理解s函數(shù)），simulink的仿真有兩個(gè)階段：一個(gè)為初始化，這個(gè)階段主要是設(shè)置一些參數(shù)，像系統(tǒng)的輸入輸出個(gè)數(shù)、狀態(tài)初值、采樣時(shí)間等
2、；第二個(gè)階段就是運(yùn)行階段，這個(gè)階段里要進(jìn)行計(jì)算輸出、更新離散狀態(tài)、計(jì)算連續(xù)狀態(tài)等等，這個(gè)階段需要反復(fù)運(yùn)行，直至結(jié)束。在matlab的workspace里打editsfuntmpl(這是matlab自己提供的s函數(shù)模板)，我們看它來(lái)具體分析s函數(shù)的結(jié)構(gòu)。它的第一行是這樣的：function[sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag).先講輸入與輸出變量的含義：t是采樣時(shí)間，x是狀態(tài)變量，u是輸入（是做成simulink模塊的輸入）,flag是仿真過(guò)程中的狀態(tài)標(biāo)志（以它來(lái)判斷當(dāng)前是初始化還是運(yùn)行等）；sys輸出根據(jù)flag的不同而不同（下面將結(jié)合flag來(lái)講sys的含義
3、），x0是狀態(tài)變量的初始值，str是保留參數(shù)（mathworks公司還沒(méi)想好該怎么用它，嘻嘻，一般在初始化中將它置空就可以了,str=[])，ts是一個(gè)1×2的向量，ts(1)是采樣周期，ts(2)是偏移量。下面結(jié)合sfuntmpl.m中的代碼來(lái)講具體的結(jié)構(gòu)：switchflag,%判斷flag，看當(dāng)前處于哪個(gè)狀態(tài)case0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示處于初始化狀態(tài)，此時(shí)用函數(shù)mdlInitializeSizes進(jìn)行初始化，此函數(shù)在sfuntmpl.m的149行，我們找到他，在初始化狀態(tài)下，sys是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，用它來(lái)設(shè)置模塊的一些參數(shù)
4、，各個(gè)參數(shù)詳細(xì)說(shuō)明如下size=simsizes;%用于設(shè)置模塊參數(shù)的結(jié)構(gòu)體用simsizes來(lái)生成sizes.NumContStates=0;%模塊連續(xù)狀態(tài)變量的個(gè)數(shù)sizes.NumDiscStates=0;%模塊離散狀態(tài)變量的個(gè)數(shù)sizes.NumOutputs=0;%模塊輸出變量的個(gè)數(shù)sizes.NumInputs=0;%模塊輸入變量的個(gè)數(shù)sizes.DirFeedthrough=1;%模塊是否存在直接貫通（直接貫通我的理解是輸入能%直接控制輸出）sizes.NumSampleTimes=1;%模塊的采樣時(shí)間個(gè)數(shù)，至少是一個(gè)sys=simsizes(sizes);%設(shè)置完后賦給sys輸
5、出舉個(gè)例子，考慮如下模型：dx/dt=fc(t,x,u)也可以用連續(xù)狀態(tài)方程描述：dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u)也可以用離散狀態(tài)方程描述：x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=fo(t,x,u)也可以用輸出狀態(tài)方程描述：y=C*x+D*u設(shè)上述模型連續(xù)狀態(tài)變量、離散狀態(tài)變量、輸入變量、輸出變量均為1個(gè)，我們就只需改上面那一段代碼為：（一般連續(xù)狀態(tài)與離散狀態(tài)不會(huì)一塊用，我這兒是為了方便說(shuō)明）sizes.NumContStates=1;sizes.NumDiscStates=1;sizes.NumOutputs=1;sizes.NumInputs=1;其他的可以不
6、變。繼續(xù)在mdlInitializeSizes函數(shù)中往下看：x0=[];%狀態(tài)變量設(shè)置為空，表示沒(méi)有狀態(tài)變量，以我們上面的假設(shè)，可改為x0=[0,0](離散和連續(xù)的狀態(tài)變量我們都設(shè)它初值為0)str=[];%這個(gè)就不用說(shuō)了，保留參數(shù)嘛，置[]就可以了，反正沒(méi)什么用，可能7.0會(huì)給它一些意義ts=[00];%采樣周期設(shè)為0表示是連續(xù)系統(tǒng)，如果是離散系統(tǒng)在下面的mdlGet%TimeOfNextVarHit函數(shù)中具體介紹。嘻嘻，總算講完了初始化，后面的應(yīng)該快了在sfuntmpl的106行繼續(xù)往下看：case1,sys=mdlDerivatives(t,x,u);flag=1表示此時(shí)要計(jì)算連續(xù)狀態(tài)的
7、微分，即上面提到的dx/dt=fc(t,x,u)中的dx/dt,找到mdlDerivatives函數(shù)（在193行）如果設(shè)置連續(xù)狀態(tài)變量個(gè)數(shù)為0，此處只需sys=[];就可以了（如sfuntmpl中一樣），按我們上述討論的那個(gè)模型，此處改成sys=fc(t,x(1),u)或sys=A*x(1)+B*u%我們這兒x(1)是連續(xù)狀態(tài)變量，而x(2)是離散的，這兒只用到連續(xù)的，此時(shí)的輸出sys就是微分繼續(xù)
