Stateflow应用基础
stateflow操作资料
matlab的stateflow(状态流)简单应用--做一个计数器收藏精华区里只有关于stateflow的英文介绍,再加上前几天有网友问我怎么用它,我就拿我以前用stateflow做的计数器来简单介绍一下stateflow的用法,希望能够抛砖引玉。
先介绍一下stateflow,从matlab的help中翻译过来的,stateflow要与simulink一起使用,他是一个用来在控制和管理中设计和开发逻辑图的工具(翻的不好,请大家见谅)。
从我的理解来说,stateflow就是用来作状态流图的,可以用它设计一些状态和各个状态之间的转换条件,然后放在simulink中仿真。
说了这么多,我的手痒起来了,还是动手做吧,^_^。
一.打开simulink,新建一个model(保存为time.mdl),在simulink的左边找到stateflow并选中他,将右边的chart拖入新建的model中,双击这个chart,就出现了stateflow的编辑器,先介绍一下这里面能画的东东(在左边的工具栏上)1.左边工具栏上第一个图标是方框似的东东,将它拖入编辑器中,就表示一个状态(state),双击它就可以在其中写一些命令,格式如下(%后面的是我自加的,方便解释):name/ %此状态的名称entry:entry action %刚转换到此状态时执行entry actionduring:during action %在此状态之中时执行during actionexit:exit action %退出此状态时执行exit actionon event_name:on event_name action %当某事件发生时执行on event_name action2.左边工具栏上第二个图标是一个圆中有个H的东东,它的名字叫做历史节点(History Junction) ,可将他拖入一个状态框中(就是上面说的那个),一旦一个状态框中有这个历史节点,在退出这个状态时会将这个状态的一些信息保存下来,当下次再进入此状态时,此状态的初始状态就会是前面保存过的那些信息。
stateflow基础知识之(时序逻辑)
before
状态动作
(on before)
on before(MAX, CLK): temp++;
temp变量在每次CLK循环时递增一次,直到状态达到MAX限制。
before
转移
ROTATE[before(10, CLK)]
以下示例说明了基于事件的时序逻辑在状态动作和转移中的使用。
操作符
用法
示例
说明
after状态动作(o Nhomakorabea after)
on after(5, CLK): status('on');
每次CLK循环期间会出现一条状态消息,从状态激活后开始5个时钟周期。
after
转移
ROTATE[after(10, CLK)]
每次关联状态重新激活时,请将E的计数器重置为0。
before
before(n, E)
E是before操作符的基础事件;n可以是:
·正整数。
·计算结果为正整数值的表达式。
如果基础事件E自关联状态激活后发生次数少于n次,则返回true。否则,操作符返回false。
在不包含输入事件的Stateflow图中,如果Stateflow图自关联状态激活后唤醒次数少于n次,则before(n, tick)或before(n, wakeup)会返回true。
每次关联状态重新激活时,请将E的计数器重置为0。因此,此操作符只适用于状态操作,而不适用于转移。
temporalCount
temporalCount(E)
E是temporalCount操作符的基础事件。
stateflow真值表高级用法
stateflow真值表高级用法摘要:I.简介- 简述Stateflow真值表的概念及作用II.Stateflow真值表基础用法- 详述Stateflow真值表的创建方法及规则- 介绍Stateflow真值表中的常见运算符及用法III.Stateflow真值表高级用法- 深入讲解Stateflow真值表中的逻辑运算及应用场景- 介绍Stateflow真值表中的条件运算及用法- 举例说明Stateflow真值表在实际模型中的应用IV.Stateflow真值表与其他模块的交互- 阐述Stateflow真值表与Stateflow状态机的结合使用方法- 介绍Stateflow真值表与其他Simulink模块的连接方式及注意事项V.总结- 总结Stateflow真值表的功能及优势- 提出Stateflow真值表在未来可能的发展方向正文:Stateflow真值表是MATLAB中Simulink工具箱中的一个重要模块,它主要用于对Stateflow状态机中的状态和事件进行逻辑判断。
通过Stateflow 真值表,用户可以灵活地定义复杂的条件,从而实现对Stateflow状态机中各个状态的精准控制。
在Stateflow真值表基础用法部分,我们首先需要了解Stateflow真值表的创建方法及规则。
Stateflow真值表的创建过程非常简单,只需在Simulink 模型中添加一个“Stateflow”模块,然后在模块内部添加“真值表”组件即可。
在创建真值表时,需要注意以下几点规则:1.真值表的行数必须与Stateflow状态机的最大状态数相等。
2.真值表的列数至少为2,即至少需要一个输入列和一个输出列。
3.真值表中的运算符需遵循MATLAB的运算规则。
在Stateflow真值表中,常见的运算符包括:等于(==)、不等于(~=)、大于(>)、小于(<)、大于等于(>=)和小于等于(<=)。
这些运算符可以组合使用,以实现更复杂的逻辑判断。
stateflow真值表高级用法
stateflow真值表高级用法(实用版)目录1.Stateflow 简介2.Stateflow 真值表的概念3.Stateflow 真值表的高级用法4.应用实例5.总结正文Stateflow 是一款基于 Simulink 的建模工具,可以用来描述和模拟复杂的系统行为。
通过使用状态机原理、流图概念和状态转换图,Stateflow 能够对复杂系统的行为进行清晰、简洁的描述。
真值表是Stateflow 中一个重要的概念,它用于描述状态转换的关系。
在本文中,我们将介绍 Stateflow 真值表的高级用法。
首先,我们来回顾一下 Stateflow 的基本概念。
Stateflow 中的状态是指系统在某一时刻所处的情况,而状态转换则是指系统从一种状态转移到另一种状态的过程。
通过定义状态和状态转换,我们可以建立一个状态机模型,用于描述系统的行为。
在 Stateflow 中,真值表用于描述状态转换的关系,它包含了所有可能的状态输入和输出组合,以及对应的状态转换结果。
接下来,我们来介绍一下 Stateflow 真值表的高级用法。
高级用法主要包括以下几个方面:1.构建复杂的状态转换逻辑:通过使用 Stateflow 真值表,我们可以构建非常复杂的状态转换逻辑,这有助于我们更准确地描述现实世界中的系统行为。
2.优化状态转换逻辑:在实际应用中,我们可能需要对状态转换逻辑进行优化,以提高系统的性能。
通过分析真值表,我们可以找到一些不必要的状态转换,从而简化状态转换逻辑。
3.生成可执行的代码:基于 Stateflow 真值表,我们可以生成可执行的代码,这有助于我们在实际系统中实现状态转换逻辑。
4.进行仿真和测试:通过使用 Stateflow 真值表,我们可以对系统进行仿真和测试,以验证状态转换逻辑的正确性。
下面,我们通过一个简单的应用实例来说明 Stateflow 真值表的高级用法。
假设我们有一个简单的交通信号灯控制系统,其中有三个状态:红、绿、黄。
stateflow用法
stateflow用法Stateflow是Matlab/Simulink提供的一种建模工具,用于建立离散事件系统(DES)和有限状态机(FSM)模型。
下面是Stateflow的一些常见用法:1. 建立状态图:使用Stateflow可以通过绘制状态图来建立系统的状态转换模型。
可以使用Stateflow提供的图形化界面来创建状态、转移和条件等元素,也可以使用Matlab代码来编写状态图。
2. 定义状态:Stateflow允许用户定义系统的不同状态,并为每个状态定义适当的行为或动作。
可以在状态图中添加状态,并为每个状态添加相应的动作。
这些动作可以是Matlab代码、Simulink模型或其他Stateflow图形元素。
3. 定义转移:使用Stateflow可以定义状态之间的转移条件和动作。
可以在状态图中定义转移条件,即当满足特定条件时,系统将从一个状态转移到另一个状态。
此外,可以为每个转移定义动作,以在状态转移时执行特定操作。
4. 设计层次结构:Stateflow支持层次结构的建模,可以通过创建子状态来实现状态的层次化组织。
这使得系统的复杂性得以管理,并可以更好地表达系统的行为。
5. 事件触发机制:Stateflow支持事件的触发机制,可以通过发送事件来触发状态转换或执行特定动作。
可以在状态图中定义事件,并在转移条件或动作中使用这些事件。
6. 运行模拟:Stateflow提供了用于模拟和调试模型的功能。
可以通过Matlab/Simulink环境中的模拟器来运行Stateflow模型,并查看状态的变化、转移条件的触发以及动作的执行情况。
Stateflow的使用依赖于Matlab/Simulink平台,可以与Simulink模型无缝集成。
它被广泛应用于控制系统、通信系统、嵌入式系统等领域的建模和仿真。
通过使用Stateflow,可以更好地理解和分析系统的行为,并为系统设计和验证提供支持。
stateflow语法
stateflow语法摘要:一、Stateflow 简介1.Stateflow 的定义2.Stateflow 的基本元素二、Stateflow 语法详解1.状态定义2.状态转移3.事件4.条件5.初始化6.操作三、Stateflow 应用实例1.设计一个简单的计数器2.设计一个复杂的状态机四、Stateflow 与其他工具的结合1.Stateflow 与Simulink 的结合2.Stateflow 与MATLAB 的结合五、Stateflow 的高级功能1.并发状态2.层次化状态结构3.状态压缩4.符号执行正文:Stateflow 是一种基于图形化界面的MATLAB 函数,用于描述和仿真复杂的状态机和动态系统。
它可以帮助用户创建和编辑图表,以可视化状态转移、事件、条件和操作。
Stateflow 可以与其他MATLAB 工具箱结合使用,如Simulink 和Symbolic Math Toolbox,以实现更高级的功能。
一、Stateflow 简介Stateflow 是一种用于描述和仿真复杂状态机和动态系统的图形化界面。
用户可以通过拖放组件来创建和编辑Stateflow 图表,这些组件包括状态、事件、条件和操作等。
Stateflow 是基于MATLAB 的,因此可以使用MATLAB 的丰富函数库来处理数据和实现复杂算法。
二、Stateflow 语法详解1.状态定义在Stateflow 中,状态是一个核心概念。
状态定义了一个特定时刻系统的状态。
状态可以是离散的(如0 或1)或连续的(如在某个范围内的值)。
2.状态转移状态转移描述了系统从一个状态转移到另一个状态的过程。
状态转移可以是确定的(根据当前状态和事件确定下一个状态)或随机的(根据概率分布选择下一个状态)。
3.事件事件是Stateflow 中的触发器,它可以在特定条件下触发状态转移或执行操作。
事件可以是外部输入(如传感器读数)或内部生成的(如计时器超时)。
一个经典的stateflow入门例子及总结.pdf
一个经典的stateflow入门例子及总结.pdfwstateflow总结与分析(我是用的是matlab2009b,也就是matlab7.9版本)一、什么是stateflow(后面简称sf)sf集成于simulink中,是针对控制系统的复杂逻辑进行建模与仿真。
在matlabcommand window(后面简称cw)输入sfnew就可以打开。
如下图:此时打开的是simulink模型,stateflow还需要双击chart图标,以打开集成于simulink的sf。
打开之后,我已经创建了一个模型,表示声音控制灯的开与关。
假设灯原来打开,来一次声音,灯打开(从左向右);再来一次声音,灯关闭(从右向左);。
一直循环。
这是最简单的sf控制模型,当有多个逻辑控制的时候,可以构成很复杂的系统。
附打开的另外两个方法:①,打开simulink,然后,找到sf模块②,在cw中输入stateflow,得到下图。
便可以打开。
二、简单介绍编辑状态图状态图是sf中最基本的。
如下所示。
拖动下来以后,可以得到一个状态,上图中的开灯与关灯就是两个状态图,它们表征系统所术语的一个状态。
状态动作:keyword:state actions名称与注释,大家都应该知道。
关于状态动作,表示表示在着一种状态下,内部的执行命令。
假如,每开一次灯,计数一次;灯开着的时候,自动控制空调降温;当灯关闭的时候,关闭所有的家用电器。
那么,就如下图:这个时候,就完成了开灯时候我们需要做的工作。
这儿,为了表示简单,我用中文解释,实际上都需要使用数学表达式。
连接节点以及转移其实,就是复杂了上面的图像。
节点以及转移如下图,假设声音很大,关灯;声音很小,开电视。
便需要节点。
而转移在任何地方一般都需要,且自己拖动就可以了(比较智能)。
转移标签(重要)转移标签就是转移需要使用的条件以及状态。
事件表示只有事件发生才有可能条件转移;条件表示事件中的条件发生才有可能转移;条件动作表示条件满足时候就执行的动作;转移动作在整个通道都有效猜执行。
StateFlow使用教程
StateFlow使⽤教程基本理论应⽤模式:(1)使⽤if-else逻辑判断(2)使⽤两个或者三个等的状态转换;三个状态的话,注意是否每个状态都能切换到另两个状态。
⽐如下⾯第⼀个例⼦中当switch_on为0的时候在on状态和standby 状态都切换到off状态。
(3)StateFlow⾥⾯的参数为全局变量,可以多个状态中⽤。
如:调⽤函数,并⾏的两个状态模块,⼀个状态机中变量来控制另⼀个状态模块中的切换条件。
(4)分层1)下图中,左边和右边是同时并⾏(and模式)的两个chart,并⾏后边框编程虚线;2)每⼀层都需要有⼀个缺省转移的状态(默认状态),⽤箭头指向该状态。
(5)during和entryentry使⽤如下图中,当前状态为⿊⾊画框的,但是根据默认的状态原因,输出⼒矩分别为20(图中未显⽰),200(LowSlipRate中的entry),80(LowSlipRate1中的entry),70(LowSlipRate1中的during)During使⽤下图中,Torqueff值进⼊LowSlipRate1状态时为80,然后每个采样时间递减10.采样周期为1.例⼦(进⼊⼀个状态后,下⼀次还进⼊这个状态)在on模块,直接switchon==0就回到off状态;On模块进⼊T>160时候,就要,先关闭device,然后开风扇降温到T<65,才回到off状态。
Stateflow函数:T<65;65去掉红⾊框中的条件时,温度⾼了只能先让风扇降温到低温下才能彻底把风扇和device关掉。
三个档位的风扇(三个状态的转换)三个状态都能转换到另外两个状态;在上⾯的func_fanMode函数中,确定风扇的关0、中0.75、⾼1强度。
⾼模式和中模式频繁切换;实例:红绿灯三个状态的转变三个输出在三个状态机中,输出应该为全局变量;所以输出状态要么在不同状态机中修改,要么在⼀个状态机中进⼊和出去的时候更改。
stateflow语法
stateflow语法【原创实用版】目录1.Stateflow 语法概述2.Stateflow 的基本结构3.Stateflow 的应用领域4.Stateflow 的优势与不足5.结论正文1.Stateflow 语法概述Stateflow 是一种用于建模和模拟动态系统的图形化语法。
它最初由美国麻省理工学院(MIT)的人工智能研究团队开发,目的是为了支持复杂的、基于时间的系统设计。
Stateflow 不仅适用于计算机科学领域,还可以广泛应用于其他行业,如控制系统、信号处理、通信系统等。
2.Stateflow 的基本结构Stateflow 语法主要包括以下几个基本元素:- 状态(State):系统的基本单元,表示系统的一种特定状态。
- 事件(Event):表示系统状态发生变化的时间点。
- 动作(Action):事件触发时执行的操作。
- 条件(Guard):用于控制事件和动作的触发条件。
- 延迟(Delay):表示事件或动作之间的时间间隔。
这些基本元素通过有向边相互连接,形成一个有向图。
Stateflow 语法通过这个有向图来描述系统的动态行为。
3.Stateflow 的应用领域Stateflow 语法广泛应用于以下领域:- 计算机科学:用于建模和模拟计算机程序的执行过程、数据结构和算法等。
- 控制系统:用于建模和模拟自动控制、工业过程控制等系统。
- 信号处理:用于建模和模拟信号处理系统的动态行为,如滤波器设计等。
- 通信系统:用于建模和模拟通信系统的协议、信道模型等。
4.Stateflow 的优势与不足Stateflow 语法的优势主要体现在以下几个方面:- 易于理解和掌握:Stateflow 语法采用图形化表示,直观且易于理解。
- 强大的建模能力:Stateflow 语法可以描述复杂的、基于时间的系统动态行为。
- 可验证性:Stateflow 语法支持模型的验证,有助于提高系统的可靠性。
然而,Stateflow 语法也存在一些不足之处:- 建模效率较低:相较于传统的文本式建模方法,Stateflow 语法的建模效率较低。
stateflow模块使用
(2)右击建立的状态图标,并选择快捷菜单中的Properties 菜
单项,可打开如下图所示的设置状态属性的对话框。可以 在Label 栏填写状态的名称和动作描述。
状态属性设置对话框 状态模块的名称
选择状态动作
在Label 栏填写状态 的名称和动作描述。
状态迁移关系设置:
把鼠标放在一个状态块的边界,当出现十字光标时按下鼠标键并拖动 至另一个状态的边界释放,可以绘制出从一个状态到另一个状态的连线。 单击此连线,在该连线上会出现一个问号,我们可以在该问号处添加状 态迁移标记。 。
状态迁移标记可以含有触发事件、迁移条件、条件动作及迁移动作, 或他们中的任意组合。 状态迁移标记的一般形式是: 触发事件[迁移条件关系式]{条件动作}/迁移动作
触发事件:表示只要迁移关系式是真,该触发事件可以引发状态的迁移。 缺省触发事件时,任何事件均可在条件关系式为真的情况下引 引发状态的迁移。 迁移条件关系式:写在方括号中,该关系式为真时,触发事件可以引发状 态的迁移。 条件动作:是指当迁移条件关系式一旦成立(即为真),就执行的动作, 通常发生在迁移终点被确定有效之前。如果没有规定迁移条件 关系式,则认为条件关系式为真,即刻执行条件动作。条件动 作必须写在花括号中。 迁移动作:是指当迁移终点已经确定有效,才执行的动作。如果迁移包含 很多阶段,迁移动作只有在整个迁移通道到终点确认为有效后 方可执行。迁移动作写在斜线’/’之后。
创建子模块
1.Stateflow模块的基本认识
2.使用时的基本操作 3.建模思路
使用stateflow的目的
Boost变换器的混合动 态系统自动机模型
有限元状态机
状态 转移 事件 条件
动作 数据对象 连接节点 缺省转移
StateFlow使用教程
基本理论应用模式:(1)使用if-else逻辑判断(2)使用两个或者三个等的状态转换;三个状态的话,注意是否每个状态都能切换到另两个状态。
比如下面第一个例子中当switch_on为0的时候在on状态和standby状态都切换到off状态。
(3)StateFlow里面的参数为全局变量,可以多个状态中用。
如:调用函数,并行的两个状态模块,一个状态机中变量来控制另一个状态模块中的切换条件。
(4)分层1)下图中,左边和右边是同时并行(and模式)的两个chart,并行后边框编程虚线;2)每一层都需要有一个缺省转移的状态(默认状态),用箭头指向该状态。
(5)during和entryentry使用如下图中,当前状态为黑色画框的,但是根据默认的状态原因,输出力矩分别为20(图中未显示),200(LowSlipRate中的entry),80(LowSlipRate1中的entry),70(LowSlipRate1中的during)During使用下图中,Torqueff值进入LowSlipRate1状态时为80,然后每个采样时间递减10.采样周期为1.例子(进入一个状态后,下一次还进入这个状态)在on模块,直接switchon==0就回到off状态;On模块进入T>160时候,就要,先关闭device,然后开风扇降温到T<65,才回到off状态。
Stateflow函数:T<65;65<T<160两种情况。
去掉红色框中的条件时,温度高了只能先让风扇降温到低温下才能彻底把风扇和device关掉。
三个档位的风扇(三个状态的转换)三个状态都能转换到另外两个状态;在上面的func_fanMode函数中,确定风扇的关0、中0.75、高1强度。
高模式和中模式频繁切换;实例:红绿灯三个状态的转变三个输出在三个状态机中,输出应该为全局变量;所以输出状态要么在不同状态机中修改,要么在一个状态机中进入和出去的时候更改。
Stateflow使用方法
状态操作
实现状态机在各个状态下的操作,包括执 行特定动作、更新状态等。
代码测试与验证
测试环境搭建
搭建测试环境,包括硬件平 台、软件开发环境等。
测试用例设计
根据状态机的功能和需求, 设计测试用例,包括正常情 况和异常情况的测试。
测试执行与调试
运行测试用例,检查状态机 的实际表现是否符合预期, 进行调试和优化。
与Embedded Coder的集成
Stateflow可以与Embedded Coder集成,以支持生成优化的嵌入式代码。
与Simulink Real-Time的集成
Stateflow可以与Simulink Real-Time集成,以支持在实时环境中运行Stateflow图表。
Stateflow的插件与扩展功能
01
MATLAB插件
02
自定义元素
03
Action Symbols
Stateflow提供了一些MATLAB插件, 用于扩展Stateflow图表的功能,例如 支持新的事件类型、状态转换等。
Stateflow支持自定义元素,用户可以 创建自己的状态、转移等元素,以适 应特定的建模需求。
Action Symbols是Stateflow提供的 一种扩展机制,用于在Stateflow图表 中添加自定义行为。
Stateflow应用领域
Stateflow可以用于建立电力电子系 统的模型,如逆变器、变频器等。
Stateflow可以用于建立通信系统的 模型,如无线通信、网络通信等。
控制系统
电力电子
信号处理
通信系统
Stateflow可以用于建立控制系统的Байду номын сангаас模型,如机器人、无人机等。
Stateflow使用方法
Stateflow图表元素
状态图
状态图是展示状态转移的主要图表类型。
事件表
事件表用于列出触发状态转移的事件。
转移图
转移图用于展示状态之间的转移关系。
动作表
动作表用于列出在状态转移过程中执行的动 作。
Stateflow模型创建流程
确定模型的需求和 边界
设计状态和转移
添加事件和动作
创建图表
验证模型
明确模型的目标、范围 和约束条件。
Stateflow在汽车电子领域应用实例
01
Stateflow在汽车电子领域的应 用实例
02
发动机控制模块
03
发动机控制模块的功能与组成
Stateflow在汽车电子领域应用实例
Stateflow在发动机控制模块中的应用
自动变速器控制模块
自动变速器控制模块的功能与组成
Stateflow在自动变速器控制模块中的应用
在代码生成后,进行手动优化,如调整算法、重构代码 等。
使用Stateflow的优化功能,如常量折叠、常量传播等。
在代码生成前,进行模型级别的优化,如去除冗余状态 、简化状态转移等。
05 Stateflow应用 实例分析
Stateflow在汽车电子领域应用实例
汽车电子领域概述 汽车电子系统构成 汽车电子控制系统的功能
Stateflow仿真环境介绍
Simulink
作为MATLAB的一部分,Simulink是用于建 模、仿真和分析动态系统的工具, Stateflow是Simulink的一个插件。
Stateflow图表
Stateflow图表是用于描述状态机和流程图的图形界 面,可以在Simulink环境中创建和编辑。
Stateflow使用方法参考
off_switch 事件的设置。
2021/3/10
讲解:XX
17
事件的范围(Scope)有三种选择:Local 是指利用本 Stateflow 图形 界面产生的触发事件; Input from Simulink 是指从 Simulink 模型引入 事件至 Stateflow 图形界面;Output to Simulink 是指将Stateflow 图 形界面产生的事件输出到Simulink 模型中。
2021/3/10
讲解:XX
2
有限状态机示意图:
Stateflow允许用户: (1)建立有限的状态。 (2)用图形的形式绘制出状态
迁移的条件。 (3)使用规定的命令设计状
态迁移执行的任务。
完成以上操作即构造出整 个有限状态机系统。
注:Stateflow 模型一般是嵌在Simulink 模型下运行的,Stateflow 是由事件
2021/3/10
讲解:XX
6
用户可以利用Stateflow 编辑界面左侧的编辑工具绘制 Stateflow图形,下面介绍常用的编辑工具。
1.状态工具
2.历史交汇工具
3.缺省状态迁移工具 4.交汇连接工具
5.真值表
6.图形函数工具
7.内嵌Matlab函数
8.模型整理工具
9.函数调用
10放大缩小工具
2021/3/10
讲解:XX
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点击该处添加事件
点击该处添加数据
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讲解:XX
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•
2021/3/10
5 交汇连接设置
• ljm
讲解:XX
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使用Stateflow编辑界面中的交汇连接工具
stateflow例子
stateflow例子摘要:1.引言2.stateflow 基本概念3.stateflow 例子详解4.stateflow 应用场景5.结论正文:【引言】stateflow 是一种用于建模和模拟动态系统的数学工具,尤其在计算机科学和工程领域中被广泛应用。
通过stateflow,我们可以清晰地描述系统的状态以及状态之间的转移,进一步分析系统的行为和性能。
本文将通过一个stateflow 例子来介绍其基本概念和应用场景。
【stateflow 基本概念】stateflow 主要包括以下几个基本概念:1.状态(State):系统的某个时刻的取值,可以是一个数字、字符或者其他形式的标识符。
2.事件(Event):系统状态转移的触发器,可以是一个时间点、一个信号或者一个随机变量等。
3.动作(Action):事件触发后,系统状态发生的变化。
4.状态转移方程(State Equation):描述系统状态转移的数学方程。
【stateflow 例子详解】下面我们通过一个简单的例子来详细了解stateflow 的使用方法。
假设有一个交通信号灯系统,其状态包括红灯、绿灯和黄灯,状态之间的转移由时间触发。
具体如下:状态:红灯(Red)、绿灯(Green)、黄灯(Yellow)事件:时间(Time)动作:时间每过1 秒,状态转移状态转移方程:- 红灯状态转移到绿灯状态:q(t+1)=G,当0 <= t < 10- 绿灯状态转移到黄灯状态:q(t+1)=Y,当10 <= t < 20- 黄灯状态转移到红灯状态:q(t+1)=R,当20 <= t < 30- 黄灯状态转移到绿灯状态:q(t+1)=G,当30 <= t < 40【stateflow 应用场景】stateflow 在许多领域都有广泛的应用,例如计算机网络、控制系统、通信系统等。
通过建立状态转移模型,可以更好地分析系统的性能、稳定性和可靠性。
stateflow参数
stateflow参数摘要:一、Stateflow 简介1.Stateflow 的定义2.Stateflow 的基本元素二、Stateflow 参数的作用1.参数类型2.参数设置3.参数作用三、Stateflow 参数的实际应用1.交通信号灯控制2.工业自动化过程控制四、Stateflow 参数优化的方法1.参数调整策略2.参数自适应调整3.参数优化实例五、总结正文:Stateflow 是一种基于状态图的图形化编程工具,广泛应用于各种领域,如控制理论、机器人学和计算机视觉等。
Stateflow 的基本元素包括状态、事件、动作和条件等,通过组合这些元素,可以实现复杂的控制逻辑。
在Stateflow 中,参数是控制逻辑的重要组成部分,对系统的性能和稳定性具有重要影响。
Stateflow 参数主要包括两种类型:输入参数和内部参数。
输入参数是由外部输入的信号,如传感器数据或用户输入等。
内部参数是在Stateflow 图中被定义和使用的参数,它们可以在状态转换、事件处理和动作执行等过程中发挥作用。
参数设置是Stateflow 参数发挥作用的关键步骤。
通过对参数的设置,可以实现对系统状态和行为的精确控制。
在设置参数时,需要考虑参数的类型、取值范围、传递方式和作用对象等因素,以保证参数设置的合理性和有效性。
Stateflow 参数在实际应用中具有广泛的作用。
例如,在交通信号灯控制中,可以通过设置不同的参数值来实现不同的交通信号控制策略,从而提高交通效率和安全性。
在工业自动化过程中,Stateflow 参数可以用于控制生产线上的各种设备和机器人,实现高效、精确的生产过程。
为了提高Stateflow 参数的性能和稳定性,可以采用一些优化方法。
例如,通过调整参数的取值范围和传递方式,可以减小系统的不确定性和噪声干扰。
此外,还可以采用自适应调整策略,根据系统的实时状态和目标需求,动态调整参数值,从而实现更好的控制效果。
Stateflow入门教程
Stateflow 中都可以使用三类语法元素作为动作:
包括左对齐、 居中和右对齐。
第二章 状态图的仿真
➢状态图的基本概念 ➢事件 ➢数据对象 ➢状态ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的更新模式 ➢stateflow模型查看器
状态图的基本概念
状态图管理和维护着当前模型中活动的状态。 一旦包含了状态转移的状态图 处于活动的状态,则状态图将一直处于这种活动状态,直到整个模型仿真计 算结束。 并且,只要状态图处于活动状态, 则必定至少有一个状态处于激活 状态。状态图从非活动状态到活动状态以及状态之间的切换, 都要由事件触 发, 即在事件的驱动之下,状态图才能仿真运行。
第一章 创建状态图
➢Stateflow编辑器 ➢创建和编辑状态图
Stateflow编辑器
创建 Simulink 模型 1. 直接在 MATLAB 命令行窗体中键入指令 sfnew 2. 打开 Simulink 库浏览器,
在库浏览器中找到 Stateflow 的模块库
双击模型文件或者库文件中的 Stateflow 图块打开 Stateflow 编辑器
5. 添加注释:
如果需要在 Stateflow 的框图中使用 LaTex 字符集, 则需要按照下列步骤完成: (1) 在已经添加的文本上单击鼠标右键, 这时将显示快捷菜单; (2) 选择快捷菜单中 Text Format 子菜单中的 LaTex Instructions 复选项; (3) 用鼠标单击已经添加的文本注释, 重新进入文本编辑模式; (4) 添加 LaTex 字符, 例如键入 y ={\itAe}^{\alphax}sin(\beta\itt); (5) 在文本编辑区外单击鼠标完成注释的添加,此时的注释内 容将变为y = Aeax sin( bt) ,如图所示。
Stateflow 建模与应用
3.1Stateflow 基本概念
Stateflow 对象可分为图形对象与非图形对象。 图形对象有状态、历史节点、迁移、默认迁移、连接节点、真值表、图形函数、 Embedded MATLAB 函数、盒函数、Simulink 函数;非图形对象有事件、数据、目 标。本节首先介绍常用的对象:状态、迁移、数据、事件的概念和使用,连接节点 留待 3.3 节、历史节点留待 3.4 节,其余对象留待 3.5 节说明。 Stateflow 状态机使用一种基于容器的层次结构管理 Stateflow 对象,也就是说, 一个 Stateflow 对象可以包含其他 Stateflow 对象。 最高级的对象是 Stateflow 状态机,它包含了所有的 Stateflow 对象,因此也就
图 3.1.21 默认迁移
3. 迁移标签 迁移标签的完整格式如下,它可用于一般迁移与默认迁移,如图 3.1.22 所示。 event[condition]{condition_action}/transition_action
图 3.1.22 完整的迁移标签
各字段的意义如表 3.1.2 所示:
表 3.1.2 迁移标签字段
图 3.1.4 带有 Stateflow 状态图的 Simulink 模型
图 3.1.5 Stateflow 模块库 用户还可以直接使用以下命令,快速建立带有 Stateflow 状态图的 Simulink 模 型。 >>sfnew 双击 Chart 模块,打开 Stateflow 编辑器窗口,如图 3.1.6 所示,左侧工具栏列 出了 Stateflow 图形对象的按钮。
stateflow例子
stateflow例子【实用版】目录1.引言2.stateflow 的基本概念3.stateflow 的应用实例4.stateflow 的优点和局限性5.结论正文一、引言Stateflow 是一种基于有向图的编程语言,主要用于描述和模拟复杂的状态转换过程。
在各种领域中,例如计算机科学、控制系统和数据处理等,Stateflow 都有着广泛的应用。
本文将通过一些实例来介绍Stateflow 的基本概念和应用。
二、stateflow 的基本概念Stateflow 中的基本元素包括状态(State)、转移(Transition)、事件(Event)和动作(Action)。
- 状态:Stateflow 中的状态是一个对象,表示一个具体的条件或者动作。
- 转移:转移定义了状态之间的转移关系,当一个状态发生转移时,会触发一个事件。
- 事件:事件是 Stateflow 中的一种触发机制,当一个事件被触发时,会引发状态的转移。
- 动作:动作是 Stateflow 中的一种操作,可以对状态进行修改,或者触发事件。
三、stateflow 的应用实例下面我们将通过一个具体的实例来介绍如何使用 Stateflow 进行编程。
假设我们有一个简单的控制系统,需要根据输入信号的不同,来控制电机的转速。
我们可以使用 Stateflow 来描述这个过程。
我们可以定义三个状态:idle、running 和 stopped。
其中,idle 状态表示电机处于空闲状态,running 状态表示电机正在运行,stopped 状态表示电机已经停止。
我们可以定义两个事件:start 和 stop。
当 start 事件被触发时,电机将从 idle 状态转移到 running 状态;当 stop 事件被触发时,电机将从 running 状态转移到 stopped 状态。
我们可以定义两个动作:start_motor 和 stop_motor。
当start_motor 动作被执行时,会触发 start 事件;当 stop_motor 动作被执行时,会触发 stop 事件。
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164第十二章 利用状态流Stateflow 进行控制系统状态转换Statefolw 是一种图形化的设计开发工具,是有限状态机的图形实现工具,有人称之为状态流。
主要用于simulink 中控制和检测逻辑关系的。
用户可以在进行Simulink 仿真时,使用这种图形化的工具实现各个状态之间的转换,解决复杂的监控逻辑问题。
它和Simulink 同时使用使得Simulink 更具有事件驱动控制能力。
利用状态流可以做以下事情:1) 基于有限状态机理论的相对复杂系统进行图形化建模和仿真;2) 设计开发确定的、检测的控制系统;3) 更容易在设计的不同阶段修改设计、评估结果和验证系统的性能;4) 自动直接地从设计中产生整数、浮点和定点代码(需要状态流编码器);5) 更好地结合利用Matlab 和Simulink 的环境对系统进行建模、仿真和分析。
在状态流图中利用状态机原理、流图概念和状态转化图,状态流能够对复杂系统的行为进行清晰、简洁的描述。
Stateflow 生成的监控逻辑可以直接嵌入到Simulink 模型下,两者之间能够实现无缝连接。
仿真初始化时,Simulink 会自动启动编译程序,将Stateflow 绘制的逻辑框图转换成C 格式的S -函数(Mex -文件),产生的代码就是仿真目标,且在状态流内称作Sfun 目标,这样在仿真过程中直接调用相应的动态连接库文件,将二者组成一个仿真整体。
Sfun 目标只能与Simulink 一起使用。
在产生代码前,如果还没有建立名为sfprj 子目录,状态流会在Matlab 的当前目录下产生一个sfprj 子目录。
状态流在产生代码的过程中使用sfprj 子目录存贮产生的文件。
12.1 有限状态机简介Stateflow 的仿真原理是有限状态机(finite state machine ,简称FSM )理论。
为了更快地掌握Stateflow 的使用方法,用户有必要先了解FSM 的一些基本知识。
所谓有限状态机是指系统中存在可数的状态,在某些事件发生时,系统从一个状态转换成另一个状态,故有限状态机又称为事件驱动的系统。
在有限状态机的描述中,可以设计出由一种状态转换至另一种状态的条件,并将每对可转换的状态均设计出状态迁移的事件,从而构造出状态迁移图。
Simulink/Stateflow 为用户提供了图形界面支持的设计有限状态机的方法。
它允许用户建立有限的状态,用图形的形式绘制出状态迁移的条件,并使用其规定的命令设计状态迁移执行的任务,从而构造出整个有限状态机系统。
在Stateflow 中,状态和状态转换是最基本的元素,有限状态机的示意图如图12.1所示。
图12.1中有三个(有限个)状态,这几个状态的转换是有条件的,其中有些状态之间是相互转换的,A状态是自行转换的。
在有限状态机系统中,还表明了状态迁移的条件或事件。
Stateflow 模型一般是嵌在Simulink 模型下运行的,Stateflow 是事件驱动的,这些事件可以来自同一个Stateflow 图中,也可以来自Simulink 。
12.2 Stateflow 应用基础图12.1 有限状态机示意图165在MATLAB 命令窗口键入stateflow 命令,将打开如图12.2.1所示的界面。
其中,sflib 窗口中有许多Simulink 给用户提供的仿真算例。
如果用户在MATLAB 命令窗口键入sfnew 命令,将打开嵌入Stateflow 模块Charts 的Simulink 窗口untitled*。
如图12.2(b)所示。
其中Charts 是空白的Stateflow 模块图标。
双击untitled*窗口中的Stateflow 模块打开如图12.3所示的Stateflow 编辑界面,用户可以在此窗口中编辑所需的Stateflow 模型。
Stateflow 提供了强大的图形编辑功能,用户可以使用它描述很复杂的逻辑关系式。
Stateflow 编辑界面中点击鼠标右键,可以看到图12.4(a)所示的快捷菜单,选择其中的Properties (属性)菜单,可以打开图12.4(b )所示的对话框,用户可以在此对话框中设置整个Stateflow 模型的属性。
用户可以利用Stateflow 编辑界面左侧的个编辑工具绘制Stateflow图形,下面介绍常用的编辑工具。
1、 状态工具系统的状态是指系统运行的模态。
在Stateflow 下,状态有两种行为:活动的(active )和非活动的(inactive )。
单击状态工具按钮并拖动到编辑界面的空白处,即可绘制出一个状态的示意模块。
用户可以在该模块右上角的问号位置填写状态的名称及动作描述,如标记为On ,本例中状态的动作描述为entry :speed = 1,将speed 的值赋为1。
(事实上,状态动作有很多种,不止entry 一种,为了使读者先掌握状态流的一般知识,复杂的状态流的状态动作类型及其应用我们在随后的部分再来阐述。
)激活On 模块,使用热键Ctrl +C 和Ctrl +V 或使用edit 菜单下的复制及粘贴命令,即可再复制一个同样的模块,将复制的模块标记改为Off ,动作描述改为entry :speed = 0。
使用该工具,可以绘制出所有需要的状态,如图12.5所示。
如果右击建立的状态图标,并选择快捷菜单中的Properties 菜单项,可打开图12.6所示的设置状态属性的对话框。
用户也可以在Label 栏填写状态的名称和动作描述。
图12.2(a ) sflib 窗口 图12.2(b ) 嵌入Stateflow 模块的Simulink 窗口图12.2 Stateflow 启动窗口编辑界面图12.3 Stateflow图12.4 Stateflow模型的属性设置1661672、 状态迁移关系设置在一个状态块的边界按下鼠标键并拖动至另一个状态的边界释放,可以绘制出从一个状态到另一个状态的连线。
单击此连线,在该连线上会出现一个问号,用户可以在该问号出添加状态迁移标记。
状态迁移标记可以含有触发事件、迁移条件、条件动作及迁移动作,或他们中的任意组合。
状态迁移图12.6 状态属性设置对话框图12.5 Stateflow窗口的新建状态及其设置168标记的一般形式是触发事件[迁移条件关系式]{条件动作}/迁移动作图12.7中的状态迁移显示了状态迁移标记的一般形式。
触发事件表示只要迁移关系式是真,该触发事件可以引发状态的迁移。
缺省触发事件时,任何事件均可在条件关系式为真的情况下引发状态的迁移。
图12.7的示例中,只要条件[off_count==0]为真,事件off_switch 可以引发状态On 至状态Off 的迁移。
条件关系式一般是布尔表达式,写在方括号中。
该关系式为真时,使得对于特定的触发信号迁移有效。
本例中,只要当条件关系式off_count==0为真时,发生的事件off_switch 才可引发状态迁移。
条件动作是指当条件关系式一旦成立(即为真),就执行的动作,通常发生在迁移终点被确定有效之前。
如果没有规定条件关系式,则认为条件关系式为真,即刻执行条件动作。
条件动作必须写字花括号中。
图12.7的示例中,只要条件[off_count==0]为真,即可执行条件动作off_count++。
迁移动作是指当迁移终点已经确定有效,才执行的动作。
如果迁移包含很多阶段,迁移动作只有在整个迁移通道到终点确认为有效后方可执行。
迁移动作写在斜线’/’之后。
图12.7的示例中,当条件[off_count==0]为真,发生了off_switch 事件,迁移终点状态Off 确认为有效,此时执行迁移动作LED_off图12.8也给出了一个简单的状态迁移标记示例。
在该例中,用户可以使用状态迁移属性设置对话框对状态迁移条件进行设置。
右键状态迁移连线即可打开状态迁移属性设置对话框,在Label 栏中设置即可。
请读者自行点击问号,将图中未设置触发事件的迁移事件设置为on_switch ,并保存此例。
本例的两个状态迁移均采用的是事件触发,状态迁移也可以采用关系式触发,一旦状态迁移上所描述的关系式成立,则状态迁移开始启动。
关系式触发的状态迁移上的关系式格式是 [关系式],如[temp>=120]等。
3、 缺省状态转移设置缺省状态转移设置的作用是告诉Stateflow 图形,当它开始工作时,哪个状态先处于激活状态。
点击Stateflow 图形编辑界面中的图标,然后将鼠标移动需要设置的图12.8 Stateflow状态迁移设置图12.7 状态迁移标记的一般形式举例169状态即可。
见图12.8。
4、 事件与数据设置前面我们为状态迁移规定了迁移触发事件的名称,也就是说状态的迁移仅在这些事件发生的时候才开始。
为了利用这些事件触发,我们必须先定义这些事件。
定义on_ switch 和off_switch 事件需要一下几步:a ) 从stateflow 编辑界面的add 菜单选择Event ,并在随后弹出的下拉菜单下选择Input fromSimulink ,打开事件对话框,见图12.9;将事件对话框中的Name 改为off_switch ,trigger 选择为Falling (即下降沿触发),点击OK 保存off_switch 事件的设置。
b ) 重复上述步骤设置on_switch 事件,触发事件仍选择Input from Simulink ,Name 设置为on_switch ,trigger 选择为Rising (即上升沿触发)。
注:事件的范围(Scope )有三种选项:Local 是指利用本Stateflow 图形界面产生的触发事件; Input from Simulink 是指从Simulink 模型引入事件至Stateflow 图形界面;Output to Simulink 是指将Stateflow 图形界图12.9 Stateflow事件对话框170面产生的事件输出到Simulink 模型中。
事件的触发方式亦有多种选择:Either 、Rising 、Falling 和 Function Call 四种。
其中选择Rising 或Falling 分别指利用事件的上升沿或下降沿触发,Either 是指不管上升沿还是下降沿事件均可以触发,Function Call 是一种函数调用的触发方式。
前面我们还为状态设置了动作,如状态On 的动作描述为entry :speed = 1,是希望在状态On 激活时将speed 的值赋为1,这个数据是要在Simulink 模型中使用的,所以要将数据传递到Simulink 模型中。
在能够被利用之前,这个数据必须先定义。
数据的定义步骤如下从stateflow 编辑界面的add 菜单选择Data ,并在随后弹出的下拉菜单下选择Output to Simulink ,打开数据对话框,将图12.10;将数据名Name 改为speed ,点击OK 保存设置即可。