matlab中的S函數問題

./S函數的簡介及編寫摘自恒潤科技S-function的編寫S函數模板編輯環(huán)境進入：在MATLAB主界面中直接輸入：editsfuntmpl即可彈出S函數模板編輯的M文件環(huán)境,修改即可。在MATLAB主界面中直接輸入：sfundemos,即可調出S 函數的許多編程例子。S函數模板的相關基礎：M文件S函數的引導語句為：S函數默認的四個輸入參數：t,x,u,flagS函數默認的四個輸出函數：sys,x0,str,ts各個參數的含義如下：T：代表當前的仿真時間,該輸入決定了下一個采樣時間；X：表示狀態(tài)向量,行向量,引用格式：X<1>,X<2>U：表示輸入向量;Flag：控制在每一個仿真階段調用哪一個子函數的參數,由SIMULINK在調用時自動取值；Sys：通用的返回變量,返回的數值決定Flag值,mdlUpdates里：列向量,引用格式：Sys<1,1>,Sys<2,1>；mdlOutputs里：行向量,引用格式：Sys=x.X0：初始的狀態(tài)值；列向量,引用格式：X0=[0；0；0]Str：空矩陣,無具體含義；Ts：包含模塊采樣時間和偏差的矩陣。[period,offset]當Ts為-1時,表示與輸入信號同采樣周期。S函數工作方式：Flag=0時,調用mdlInitializeSizes函數,定義S函數的基本特性,包括采樣時間,連續(xù)或者離散狀態(tài)的初始條件和Sizes數組；Flag=1時,調用mdlDerivatives函數,計算連續(xù)狀態(tài)變量的微分方程；求所給表達式的等號左邊狀態(tài)變量的積分值的過程。Flag=2時,調用mdlUpdate函數,用于更新離散狀態(tài),采樣時間和主時間步的要求；Flag=3時,調用mdlOutputs函數,計算S函數的輸出；Flag=4時,調用mdlGetTimeOfNextVarHit函數,計算下一個采樣點的絕對時間,這個方法僅僅是使用戶在mdlInitializeSize里說明一個可變的離散采樣時間；Flag=9時,調用mdlTerminate函數,實現仿真任務的結束。S函數仿真過程：初始化：mdlInitializeSizes,初始化S函數初始化SimStruct,包含了S函數的所有信息；設置輸入、輸出端口數；設置采樣時間；分配存儲空間。數值積分：mdlDerivatives用于連續(xù)狀態(tài)的求解和非采樣過零點；如果存在連續(xù)狀態(tài),調用mdlDerivatives和mdlOutput兩個子函數；如果存在非采樣過零點,調用mdlOutput和mdlZeroCrossings子函數,以定位過零點。更新離散狀態(tài)：mdlUpdate計算輸出：mdlOutputs,計算所有輸出端口的輸出值。計算下一個采樣時間點：mdlGetTimeOfNextVarHit仿真結束：mdlTerminate,在仿真結束時調用。S函數的編寫：參數初始設定：初始化sizes結構,再調用simsizes函數；Sizes結構體：NumContStates：連續(xù)狀態(tài)的個數NumDiscStates：離散狀態(tài)的個數NumOutputs：輸出變量的個數NumInputs：輸入變量的個數DirFeedthrough：有無直接饋入,值為1時表示輸入直接傳到輸出口NumSampleTimes：采樣時間的個數,值為1時表示只有一個采樣周期Simsizes函數的調用：sys=simsizes<sizes>,即將sizes結構體中的信息傳遞給sys。狀態(tài)的動態(tài)更新：連續(xù)模塊的狀態(tài)更新由mdlDerivatives函數來進行；離散模塊的狀態(tài)更新由mdlUpdate函數來進行；輸出信號的計算：計算出模塊的輸出信號,系統(tǒng)的輸出仍然由sys變量返回。M文件S函數的模塊化：在動態(tài)系統(tǒng)仿真設計,分析中,用戶可以使用S-Function模塊來調用S-函數。S-Function模塊是一個單輸入單輸出的模塊,如果有多個輸入與輸出信號,可以使用Mux模塊與Demux模塊對信號進行組合和分離操作；在S-Function模塊的參數設置對話框中,包含了調用的S函數名和用戶輸入的參數列表,如下圖所示：S-Function模塊是以圖形的方式提供給用戶一個調用S函數的接口,S函數中的源文件必須由用戶自行編寫；S-Function模塊中的S-函數名和參數值列表必須與用戶填寫的S函數源文件的名稱和參數列表完全一致,包括參數的順序。S-Function模塊建立流程：6、m-file模版編寫附：創(chuàng)建一個有1輸入〔2維,2輸出〔1維,3個參數,還有全局變量的s-function。1.新建sfunction的C語言文件打開simulink,點擊User-DefinedFunctions里面的S-FunctionExamples。這個里面有多個語言版本的模板,有C,C++,Ada,Fortran和M語言的版本,其實都小異,只要了解幾個函數就很容易使用了。選擇C語言的版本：從S-function模塊中選擇C-fileS-functions里面的BasicC-MEXtemplate。打開后,另存為自己的模塊名字,如test.c。下面我們來分析代碼：#defineS_FUNCTION_NAMEtest//這里把文件名sfuntmpl_basic修改為test#defineS_FUNCTION_LEVEL2#include"simstruc.h"http://程序里面要用到的頭文件在這里引用,如"math.h"等。floatglobal_var;//定義全局變量staticvoidmdlInitializeSizes<SimStruct*S>{//這個函數用來設置輸入、輸出和參數的。ssSetNumSFcnParams<S,3>;/*設置參數個數,這里為3*/if<ssGetNumSFcnParams<S>!=ssGetSFcnParamsCount<S>>{return;}ssSetNumContStates<S,0>;//設置連續(xù)狀態(tài)的個數,缺省為0；ssSetNumDiscStates<S,0>;//設置離散狀態(tài)的個數,缺省為0；if<!ssSetNumInputPorts<S,1>>return;//設置輸入變量的個數,這里為1ssSetInputPortWidth<S,0,2>;//設置輸入變量0的維數為2ssSetInputPortRequiredContiguous<S,0,true>;//設置input0的訪問方式,true就是臨近訪問,這樣指針的增量后就可以直接訪問下個input端口了。ssSetInputPortDirectFeedThrough<S,0,1>;//設置輸入端口的信號是否mdlOutputs函數中使用,這兒設置為true。if<!ssSetNumOutputPorts<S,2>>return;//設置輸出變量的個數ssSetOutputPortWidth<S,0,1>;//設置輸出變量0的維數為1維ssSetOutputPortWidth<S,1,1>;//設置輸出變量1的維數為1維ssSetNumSampleTimes<S,1>;//設置采樣時間,此處為1s。ssSetNumRWork<S,0>;//不管ssSetNumIWork<S,0>;ssSetNumPWork<S,0>;ssSetNumModes<S,0>;ssSetNumNonsampledZCs<S,0>;ssSetOptions<S,0>;//下面可以寫全局變量的初始化程序global_var=1;}staticvoidmdlInitializeSampleTimes<SimStruct*S>//暫時不管{ssSetSampleTime<S,0,CONTINUOUS_SAMPLE_TIME>;ssSetOffsetTime<S,0,0.0>;}#defineMDL_INITIALIZE_CONDITIONS/*Changeto#undeftoremovefunction*/#ifdefined<MDL_INITIALIZE_CONDITIONS>staticvoidmdlInitializeConditions<SimStruct*S>//暫時不管{}#endif/*MDL_INITIALIZE_CONDITIONS*/#defineMDL_START/*Changeto#undeftoremovefunction*/#ifdefined<MDL_START>staticvoidmdlStart<SimStruct*S>//暫時不管{}#endif/*MDL_START*/staticvoidmdlOutputs<SimStruct*S,int_Ttid>//這里填入相關的運算、算法等{real_T*para1=mxGetPr<ssGetSFcnParam<S,0>>;real_T*para2=mxGetPr<ssGetSFcnParam<S,1>>;real_T*para3=mxGetPr<ssGetSFcnParam<S,2>>;constreal_T*u=<constreal_T*>ssGetInputPortSignal<S,0>;real_T*y1=ssGetOutputPortSignal<S,0>;real_T*y2=ssGetOutputPortSignal<S,1>;y1[0]=u[0]*para1[0]+u[1]*para2[0];y2[0]=u[1]*para3[0]+u[0]*para1[0];}#defineMDL_UPDATE/*Changeto#undeftoremovefunction*/#ifdefined<MDL_UPDATE>staticvoidmdlUpdate<SimStruct*S,int_Ttid>{}#endif/*MDL_UPDATE*/#defineMDL_DERIVATIVES/*Changeto#undeftoremovefunction*/#ifdefined<MDL_DERIVATIVES>staticvoidmdlDerivatives<SimStruct*S>{}#endif/*MDL_DERIVATIVES*/staticvoidmdlTerminate<SimStruct*S>//這里需要把global變量全部初始化,否則下次運行程序時,全局變量還是之前的值。{}#ifdefMATLAB_MEX_FILE/*IsthisfilebeingcompiledasaMEX-file?*/#include"simulink.c"/*MEX-fil