关于matlab中s-function参数设置的两个例子讲解详尽受益匪浅

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S-function介绍

S-function介绍

s函数是system Function的简称,用它来写自己的simulink模块(够简单吧,^_^,详细的概念介绍大伙看帮助吧),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)。

先讲讲为什么要用s函数,我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源,而不仅仅局限于simulink提供的模块,而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作,还可以操作windows API等。

先介绍一下simulink的仿真过程(以便理解s函数),simulink的仿真有两个阶段:一个为初始化,这个阶段主要是设置一些参数,像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等;第二个阶段就是运行阶段,这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等,这个阶段需要反复运行,直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板),我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的:function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag)先讲输入与输出变量的含义:t是采样时间,x是状态变量,u是输入(是做成simulink 模块的输入),flag是仿真过程中的状态标志(以它来判断当前是初始化还是运行等);sys 输出根据flag的不同而不同(下面将结合flag来讲sys的含义),x0是状态变量的初始值,str是保留参数(mathworks公司还没想好该怎么用它,嘻嘻,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。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构:switch flag, %判断flag,看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态,此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化,此函数在sfuntmpl.m 的149行我们找到他,在初始化状态下,sys是一个结构体,用它来设置模块的一些参数,各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通(直接贯通我的理解是输入能%直接控制输出)sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数,至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子,考虑如下模型:dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述:dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述:x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=fo(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述:y=C*x+D*u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;其他的可以不变。

matlab中s函数模板

matlab中s函数模板

matlab中s函数模板在Matlab中,s函数是一种用于执行数学运算和计算的函数模板,它提供了一种方便快捷的方式来实现各种数学运算和算法。

通过使用s函数模板,您可以轻松地编写自己的自定义函数,并将其集成到Matlab应用程序中。

本文将介绍Matlab中s函数模板的使用方法、示例和注意事项。

一、s函数模板概述Matlab中的s函数模板提供了一种灵活的编程方式,可以方便地实现各种数学运算和算法。

它基于Simulink的s-functionblock,允许您使用Matlab代码编写自定义函数,并将其嵌入到Simulink模型中。

s函数模板支持多种数据类型和运算符,包括矩阵运算、向量运算、三角函数、指数和对数等。

二、使用s函数模板要使用s函数模板,您需要按照以下步骤进行操作:1.编写Matlab代码实现所需的数学运算和算法。

确保代码具有可读性和可维护性,以便于后续的维护和扩展。

2.将Matlab代码保存为.m文件。

确保文件名以s开头,以表示它是s函数的模板。

3.在Simulink模型中添加s-functionblock,并指定要使用的s函数模板文件名。

4.根据需要配置s-functionblock的其他参数,如输入输出端口、数据类型等。

5.运行Simulink模型,即可使用s函数模板执行数学运算和计算。

三、示例以下是一个简单的示例,展示如何使用s函数模板实现矩阵求逆运算:1.编写Matlab代码实现矩阵求逆运算:```matlabfunctiony=inv_matrix(A)%矩阵求逆函数模板%输入:矩阵A(m*n)%输出:矩阵的逆(m*n)[m,n]=size(A);y=eye(m)-A*A';end```2.将上述代码保存为s函数模板文件inv_matrix.m。

3.在Simulink模型中添加s-functionblock,并指定inv_matrix.m为s函数模板文件名。

4.根据需要配置s-functionblock的其他参数,如输入输出端口、数据类型等。

matlab函数以及simulink模块的使用---S-function

matlab函数以及simulink模块的使用---S-function

matlab函数以及simulink模块的使⽤---S-function⼀、simulink中S-function(S- function模块,位于 Simulink/User- Defined Functions模块库中)1、S- function属性窗⼝介绍(1)S- function name:S- functioni的名字,随便写,⾃⼰认识即可(2)S- function parameters:S- function的模块参数,默认为空(3)S-function modS- function的模块,⽆需修改,采⽤系统默认模块即可也就是说,这三个参数,只需要修改第⼀个参数为模块命名即可(4)点击Edit,可以进⼊S- function!的代码编辑界⾯2、S- function内部函数介绍(1)[sys, X0,str,ts]= functionName(t,x,u,flag)这是函数的总⼊⼝,收到信号后,⾸先进⼊这个函数.这个函数包含⼀个 switch语句,根据情况进⼊不同的⼦函数.(2)[sys, XO,str,ts, simstate Compliance]= mdllnitialize Sizes;S- function进⾏基本的设置,具体参数会在后⾯进⾏介绍。

相当于构造函数(3)sys= mdlDerivatives(t,x,u);该函数仅在连续系统中被调⽤,⽤于产⽣控制系统状态的导数(4)sys= mdlUpdate(t, x,u);该函数仅在离散系统中被词⽤,⽤于产⽣控制系统的下⼀个状态(5)sys= mdlOutputs(t, x,u);产⽣(传递)系统输出(6)sys= mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u)获得下⼀次系统执⾏( next hit)的时间,该时间为绝对时间,此函数仅在采样时间数组中指定变量离散时间采样时间[-2 0]时会被调⽤(7)sys= mdiTerminate(t,x,u)相当于构析函数,结束该仿真模块时被调⽤3、S- function的执⾏顺序(1)在仿真开始时,执⾏ mdllnitialize Sizes(2)若系统包含连续部分,则调⽤ mdlDerivatives;若系统包含离散部分,则调⽤ mdlUpdate(3)调⽤ mdlOutputs,产⽣输出(4)若满⾜条件,则执⾏ mdlGetTimeOfNextVarHit(5)循环执⾏1--3,直⾄仿真停⽌(6)执⾏ mdITerminate,仿真停⽌4、S- function输⼊输出参数含义(1)输⼊参数t,x,u,flagt:系统时间x:系统状态u:系统输⼊,即在 simulink models中连接⾄S- function的线上的数据。

s-function的用法

s-function的用法

S-function(系统函数)是Simulink的一种自定义函数,它允许用户在Simulink模型中扩展功能,以满足对实现复杂算法的需求。

要使用S-function,用户需要编写一个用C、C++或Matlab编写的文件,定义输入、输出、状态变量以及所需的功能。

S-function的主要用法如下:1. 创建S-function文件:创建用C、C++或Matlab编写的S-function文件。

这个文件将包含所有需要定义的系统函数。

文件名必须与S-function名称匹配。

2. 在S-function文件中声明输入输出变量以及参数:在S-function文件中,需要声明输入、输出变量、状态变量以及参数。

这样Simulink会知道如何处理S-function。

3. 实现函数的功能:在S-function文件中,需要根据算法需求实现所需功能。

这可以包括初始化、信号处理、状态更新等各种操作。

4. 将S-function添加到Simulink模型中:在Simulink中,从Library Browser中找到"User-Defined Functions"类别,并将其中的S-Function模块拖到模型中。

5. 配置S-function模块:双击添加到模型中的S-Function模块,在S-function name框添加您的S-function文件的名称。

还可以在Parameters框中输入参数,如果需要的话。

6. 连接S-function模块:在模型中连接S-function模块的输入和输出端,根据系统需求设置传递信号。

完成上述步骤后,可以运行模型,并查看S-function的运行结果。

总之,S-function的用法主要可以分为编写S-function文件、在Simulink模型中添加S-function 模块这两个部分。

通过实现自定义的功能、参数及输入输出变量,用户可以在Simulink环境中使用S-function完成复杂算法的实现。

matlab s function builder 使用

matlab s function builder 使用

Simulink®S-Functions使用S-Function Builder本章概述S-Function Builder优势以及局限在模型中使用S-Function Builder使用S-Function Builder定义S-function各个参数以及算法使用S-Function Builder集成外部源代码S-Function BuilderUser-Defined Functions 库中包含了S-Function Builder 模块,通过该模块提供的图形用户界面,用户可创建C语言S-functionS-Function Builder能够接收和输出Simulink支持的复数,1-D或2-D信号S-Function Builder模块仅能用于C MEX S-function的创建,而且需要系统至少有一个输入和一个输出S-Function Builder 流程积分阶段仿真终止计算输出Outputs计算离散状态更新Discrete Updates 计算连续状态导数Continuous Derivatives计算输出Outputs建立模块i/o 和参数Data Properties设置状态个数,初始化状态以及设置采样时间Initialization使用S-Function Builder: 初始化S-function 名称采样时间状态个数以及初始值使用S-Function Builder: 数据属性使用S-Function Builder: 库外部源文件外部头文件外部函数原型使用S-Function Builder: 输出/求导/更新输出方程导数方程更新方程使用S-Function Builder:编译信息编译S-function 编译状态无状态S-Functions无状态C MEX S-function其中g 为系统输出, P m 和P a 为系统输入。

()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥−≤≤−−≤≤−≤=a m a m a m a m a a m a a m a m a m P P P P P P P P P P P P P P P P P P g 2if 12if 22if 22if 122无状态S-Functions (续)S-Function Builder 结果处理宽度动态变化的信号能接收任何宽度信号示例: Pm在Data Properties,设置Pm宽度和输出端口为-1 使用u_width定义输出信号宽度.在Outputs,使用for循环定义g值处理宽度动态变化的信号(续)处理S-Function Builder 参数Pa 定义为一个参数变量:在Data Properties, 增加Pa作为系统参数 访问参数值,使用Pa [0]连续状态S-Functions示例: 连续系统方程为其中m , k 和b 为S-function 参数[][])(0)()(01)()(/10)()(//10)()(212121t F t x t x t y t F m t x t x m b m k t x t x +⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−=⎥⎦⎤⎢⎣⎡&&>>mass_spring_builder>>edit mass_spring_b.c连续状态S-Functions(续)在Initialization,设置连续状态个数和初始化条件在Data Properties定义m, b, 和k.在Outputs, 输入输出方程.在Continuous Derivatives,输入状态导数方程,使用dX访问连续状态导数向量离散状态S-Functions离散状态方程为:其中Kp, Ki, Kd, 和Ts为S-function 参数.)()()(1)()(1)()(0001)1()1(212121k e T K K k x k x T K k y k e T K k x k x k x k x s d p s d s i ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡−=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎭⎬⎫⎩⎨⎧++离散状态S-Functions (续) 在Initialization,设置离散状态个数,离散状态初始化和采样周期0.02秒.在Data Properties,增加Kp, Ki, 和Kd三个参数在Outputs,输入输出方程在Discrete Updates,中输入状态更新方程集成外部源码支持外部函数原型,在Libraries中以头文件形式加入调用外部函数Includes source.cExternalfunctions示例: Wrapper S-Function使用S-Function Builder创建wrapper S-function,该函数调用排序源码sort_ext.c.在库需要中加入外部源码Wrapper S-Function (续) >> sort_builder本章小结S-Function Builder优势以及局限在模型中使用S-Function Builder使用S-Function Builder定义S-function各个参数以及算法使用S-Function Builder集成外部源代码。

matlab中s函数使用

matlab中s函数使用

函数是system Function的简称,用它来写自己的simulink模块。

(够简单吧,^_^,详细的概念介绍大伙看帮助吧)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)。

先讲讲为什么要用s函数,我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源,而不仅仅局限于simulink 提供的模块,而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作,还可以操作windows API 等的。

先介绍一下simulink的仿真过程(以便理解s函数),simulink的仿真有两个阶段:一个为初始化,这个阶段主要是设置一些参数,像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等;第二个阶段就是运行阶段,这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等,这个阶段需要反复运行,直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板),我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的:function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag) .先讲输入与输出变量的含义:t是采样时间,x是状态变量,u是输入(是做成simulink模块的输入),flag 是仿真过程中的状态标志(以它来判断当前是初始化还是运行等);sys输出根据flag的不同而不同(下面将结合flag来讲sys的含义),x0是状态变量的初始值,str是保留参数(mathworks公司还没想好该怎么用它,嘻嘻,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。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构:switch flag, %判断flag,看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态,此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化,此函数在sfuntmpl.m 的149行,我们找到他,在初始化状态下,sys是一个结构体,用它来设置模块的一些参数,各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通(直接贯通我的理解是输入能%直接控制输出)sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数,至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子,考虑如下模型:dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述:dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述:x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=fo(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述:y=C*x+D*u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;其他的可以不变。

matlab中s-function用法

matlab中s-function用法

ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0); } #define MDL_INITIALIZE_CONDITIONS function */ #if defined(MDL_INITIALIZE_CONDITIONS)
/* Change to #undef to remove
static void mdlInitializeConditions(SimStruct *S)//暂时不管 { } #endif /* MDL_INITIALIZE_CONDITIONS */ #define MDL_START /* Change to #undef to remove function */ #if defined(MDL_START) static void mdlStart(SimStruct *S)//暂时不管 { } #endif /* MDL_START */ static v//这里填入相关的运算、算法等 { real_T *para1 = mxGetPr(ssGetSFcnParam(S,0)); real_T *para2 = mxGetPr(ssGetSFcnParam(S,1)); real_T *para3 = mxGetPr(ssGetSFcnParam(S,2)); const real_T *u = (const real_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]; } #define MDL_UPDATE /* Change to #undef to remove function */ #if defined(MDL_UPDATE) static void mdlUpdate(SimStruct *S, int_T tid) { } #endif /* MDL_UPDATE */ #define MDL_DERIVATIVES /* Change to #undef to remove function */ #if defined(MDL_DERIVATIVES) static void mdlDerivatives(SimStruct *S) { } #endif /* MDL_DERIVATIVES */ static void mdlTerminate(SimStruct *S)//这里需要把 global 变量全部初始化,否则 下次运行程序时,全局变量还是之前的值。 {

S-Function 使用及应用举例

S-Function 使用及应用举例
% call. Setting this to 0 is akin to making a promise that
% U will not be used during FLAG=3. If you break the promise
% then unpredictable results will occur.
% next hit.
%
% There can be more than one sample time providing
% they are ordered such that they are monotonically
% increasing. Only the needed sample times should be
% length of the input, U.
% SYS(5) = Reserved for root finding. Must be zero.
% SYS(6) = Direct feedthrough flag (1=yes, 0=no). The s-function
% has direct feedthrough if U is used during the FLAG=3
% is inherited from the driving block. For functions which
% change during minor steps, this is done by
% specifying SYS(7) = 1 and TS = [-1 0]. For functions which
% STR = State ordering strings which is generally specified as [].

matlab中的sfunction的用法(C语言)

matlab中的sfunction的用法(C语言)
/* Return if number of expected != number of actual parameters */ return; } PARA_NUM 就是你自己需要设置的参数个数 5. ssSetNumContStates(S, 0); ssSetNumDiscStates(S, 0); 设置连续状态和离散状态个数。缺省都为 0 6. if (!ssSetNumInputPorts(S, INPUT_NUM)) return; ssSetInputPortWidth(S, 0,3); //设置端口的维数,现在为 3*1
}
#define MDL_INITIALIZE_CONDITIONS
/* Change to #undef to r
emove function */
#if defined(MDL_INITIALIZE_CONDITIONS)
static void mdlInitializeConditions(SimStruct *S)//暂时不管
*y2 = ssGetOutputPortSignal(S,1);
y1[0]=u[0]*para1[0]+u[1]*para2[0];
y2[0]=u[1]*para3[0]+u[0]*para1[0];
}
#define MDL_UPDATE /* Change to #undef to remove function
[原创]matlab 每日一贴(仿真函数篇二)S-Function
在 User-Defined Function 里面还有 matlab function 模块,这个模块支持 matlab 函数和 自定义的函数,缺点就是 input,output 都是一个端口, 模块上不能显示输入输出的 label。 还有 fcn 模块,它支持简易的函数表达式。

S函数设计实例-解析详尽-调试过-给matlab初学者使用

S函数设计实例-解析详尽-调试过-给matlab初学者使用
%%%%%%%%%%%%%%%
case 1,
sys=mdlDerivatives(t,x,u);
%%%%%%%%%%
% Update %
%%%%%%%%%%
case 2,
sys=mdlUpdate(t,x,u);
%%%%%%%%%%%
% Outputs %%%%Biblioteka %%%%%%%case 3,
sys=mdlOutputs(t,x,u);
% as -1 indicating that they are dynamically sized. The
% actual length for all other flags will be equal to the
% length of the input, U.
% SYS(5) = Reserved for root finding. Must be zero.
% any type of algorithm to be used within a Simulink block diagram.
%
% The general form of an M-File S-function syntax is:
% [SYS,X0,STR,TS] = SFUNC(T,X,U,FLAG,P1,...,Pn)
% 3 Y Return outputs in SYS.
% 4 TNEXT Return next time hit for variable step sample
% time in SYS.
% 5 Reserved for future (root finding).
% 9 [] Termination, perform any cleanup SYS=[].

matlab s-function参数

matlab s-function参数

MATLAB S-Function是一种特殊的M文件函数,用于创建自定义的Simulink模块。

它允许用户编写自己的Simulink块,以扩展Simulink的功能和适应特定的应用需求。

在MATLAB中,S-Function通过定义M文件和一组参数来实现。

在使用MATLAB S-Function时,参数起着至关重要的作用。

参数用于在S-Function和Simulink模型之间进行数据传递和通信。

它们可以控制S-Function的行为,影响模型的仿真结果,以及改变模型的外部接口。

了解和熟练使用S-Function参数是使用MATLAB进行模型开发和仿真的重要技能。

接下来,我们将详细介绍MATLAB S-Function参数的使用方法和技巧,帮助用户更好地理解和应用S-Function。

一、S-Function参数的作用S-Function参数是S-Function的输入和输出。

它们可以用于以下几个方面:1. 控制S-Function的行为。

通过设置参数来开启或关闭某些功能,调整模型的参数等。

2. 设置S-Function的输入和输出端口。

参数可以指定输入和输出端口的数量、名称、类型等。

3. 传递数据到S-Function中。

参数可以作为S-Function的输入,传递数据到S-Function中,影响S-Function的行为和输出结果。

4. 从S-Function中获取数据。

参数可以作为S-Function的输出,将S-Function的计算结果返回给Simulink模型其他部分使用。

二、S-Function参数的定义和声明在编写S-Function时,首先需要定义和声明参数。

通常,参数的定义和声明是在S-Function的初始化函数中完成的。

以下是一个简单的示例:```matlabfunction [sys,x0,str] = sfun(t,x,u,flag,param1,param2,param3) switch flagcase 0 Initialization[sys,x0,str] = mdlInitializeSizes(param1,param2,param3);case 3 Outputssys = mdlOutputs(t,x,u,param1,param2,param3);case {1, 2, 4, 9} Unused flagssys = [];otherwiseerror(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]); endendfunction [sys,x0,str,ts] = mdlInitializeSizes(param1,param2,param3) Initialize the state xx0 = 0;sys = 0;Return the details of the S-functionsizes = simsizes;sizes.NumContStates = 0;sizes.NumDiscStates = 1;sizes.NumOutputs = 1;sizes.NumInputs = 1;sizes.DirFeedthrough = 1;sizes.NumSampleTimes = 1;sys = simsizes(sizes);str = [];ts = [0 0];endfunction sys = mdlOutputs(t,x,u,param1,param2,param3)Compute the output of the S-functiony = u(1) + param1 * u(1) + param2 * u(1)^2 + param3 * u(1)^3; sys = y;end```在上面的例子中,我们定义了三个参数param1、param2和param3,并在初始化函数和输出函数中使用了这些参数。

matlab中s函数使用

matlab中s函数使用

函数是system Function的简称,用它来写自己的simulink模块。

(够简单吧,^_^,详细的概念介绍大伙看帮助吧)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)。

先讲讲为什么要用s函数,我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源,而不仅仅局限于simulink提供的模块,而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作,还可以操作windows API等的。

先介绍一下simulink的仿真过程(以便理解s函数),simulink的仿真有两个阶段:一个为初始化,这个阶段主要是设置一些参数,像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等;第二个阶段就是运行阶段,这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等,这个阶段需要反复运行,直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板),我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的:function[sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag) .先讲输入与输出变量的含义:t是采样时间,x是状态变量,u是输入(是做成simulink模块的输入),flag是仿真过程中的状态标志(以它来判断当前是初始化还是运行等);sys输出根据flag 的不同而不同(下面将结合flag来讲sys的含义),x0是状态变量的初始值,str是保留参数(mathworks公司还没想好该怎么用它,嘻嘻,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。

下面结合中的代码来讲具体的结构:switch flag, %判断flag,看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态,此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化,此函数在的149行,我们找到他,在初始化状态下,sys是一个结构体,用它来设置模块的一些参数,各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成= 0;%模块连续状态变量的个数。

matlab中s-function的参数设置,初始化设置,中文介绍,例子详细

matlab中s-function的参数设置,初始化设置,中文介绍,例子详细

s函数一下是s函数的介绍函数是system Function的简称,用它来写自己的simulink模块。

(够简单吧,^_^,详细的概念介绍大伙看帮助吧)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)先讲讲为什么要用s函数,我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源,而不仅仅局限于simulink提供的模块,而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作,还可以操作windows API等的先介绍一下simulink的仿真过程(以便理解s函数),simulink的仿真有两个阶段:一个为初始化,这个阶段主要是设置一些参数,像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等;第二个阶段就是运行阶段,这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等,这个阶段需要反复运行,直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板),我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的:function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag)先讲输入与输出变量的含义:t是采样时间,x是状态变量,u是输入(是做成simulink模块的输入),flag是仿真过程中的状态标志(以它来判断当前是初始化还是运行等);sys输出根据flag的不同而不同(下面将结合flag来讲sys 的含义),x0是状态变量的初始值,str是保留参数(mathworks公司还没想好该怎么用它,嘻嘻,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。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构:switch flag, %判断flag,看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态,此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化,此函数在 sfuntmpl.m的149行我们找到他,在初始化状态下,sys是一个结构体,用它来设置模块的一些参数,各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通(直接贯通我的理解是输入能 %直接控制输出)sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数,至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子,考虑如下模型:dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述:dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述:x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=fo(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述:y=C*x+D*u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;其他的可以不变。

s-function介绍及案例详解

s-function介绍及案例详解

s-function是什么?s-function案例详解1. s-function的概述s-function是一种用于创建可重用Simulink组件的工具。

它们可以是Matlab函数、C语言或Fortran代码。

s-function为用户提供了一种将自定义模型集成到Simulink中的方法。

使用s-function,用户可以在Simulink中创建自定义模块,实现更多个性化的模拟和仿真需求。

下面我们将详细介绍s-function的用途和特点。

2. s-function的用途s-function广泛应用于控制系统仿真和模拟领域。

它们可以被用于创建自定义信号处理模块、动力学模型、电路元件等。

用户可以利用s-function来精细化调整模型参数,实现更准确的仿真效果。

通过s-function,用户可以将自己编写的代码与Simulink模型集成,从而获得更高的灵活性和可定制性。

3. s-function的特点s-function具有以下几个显著的特点:灵活性:s-function可以实现用户对模型的细致控制,通过编写自定义代码实现更多个性化需求。

重用性:用户可以将编写好的s-function应用于多个Simulink模型,从而提高代码的重用性和可维护性。

高效性:s-function可以利用C语言或Fortran语言编写,其性能更高,对于复杂模型的仿真过程来说,具有很大的优势。

4. s-function案例详解接下来,我们将通过一个实际的案例来详细介绍s-function的应用。

案例:PID控制器我们以PID控制器为例,演示如何使用s-function在Simulink中创建自定义控制器模块。

PID控制器是控制系统中常用的一种控制器,它可以实现对系统的稳定控制和快速响应。

我们将利用s-function来实现一个带有参数调节功能的PID控制器模块。

具体步骤如下:1)创建新的s-function模块我们需要创建一个新的s-function模块,在该模块中,我们可以编写PID控制器的相关代码。

S-function介绍

S-function介绍

s函数是system Function的简称,用它来写自己的simulink模块(够简单吧,^_^,详细的概念介绍大伙看帮助吧),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)。

先讲讲为什么要用s函数,我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源,而不仅仅局限于simulink提供的模块,而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作,还可以操作windows API等。

先介绍一下simulink的仿真过程(以便理解s函数),simulink的仿真有两个阶段:一个为初始化,这个阶段主要是设置一些参数,像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等;第二个阶段就是运行阶段,这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等,这个阶段需要反复运行,直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板),我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的:function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag)先讲输入与输出变量的含义:t是采样时间,x是状态变量,u是输入(是做成simulink 模块的输入),flag是仿真过程中的状态标志(以它来判断当前是初始化还是运行等);sys 输出根据flag的不同而不同(下面将结合flag来讲sys的含义),x0是状态变量的初始值,str是保留参数(mathworks公司还没想好该怎么用它,嘻嘻,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。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构:switch flag, %判断flag,看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态,此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化,此函数在sfuntmpl.m 的149行我们找到他,在初始化状态下,sys是一个结构体,用它来设置模块的一些参数,各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通(直接贯通我的理解是输入能%直接控制输出)sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数,至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子,考虑如下模型:dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述:dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述:x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=fo(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述:y=C*x+D*u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;其他的可以不变。

matlab里function函数的用法

matlab里function函数的用法

matlab里function函数的用法Matlab是一种功能强大的数值计算和科学计算软件,可以进行数据分析、可视化、算法开发等各种科学计算任务。

在Matlab中,function函数是一种非常重要的特性,用于定义自己的函数。

本文将介绍function函数的用法及其相关知识。

在Matlab中,function函数用于定义一个独立的函数,可以在需要的地方调用并执行该函数。

使用function函数可以提高代码的可读性和可维护性,将代码模块化,使得程序结构更加清晰。

下面是一个简单的示例:function result = myFunction(input)% 函数主体部分result = input * 2;end上述代码定义了一个名为myFunction的函数,该函数有一个输入参数input,返回值为result。

函数主体部分定义了result的计算方法,即将input乘以2,并将结果赋值给result。

函数的定义以关键字function开始,后面是函数名和参数列表,参数列表用括号括起来,并用逗号分隔。

函数主体部分用关键字end结束。

在调用函数时,需要提供参数的值,并将返回值赋给一个变量。

例如,可以使用以下代码调用上述示例函数:x = 5;y = myFunction(x);上述代码将变量x的值赋给函数的输入参数input,并将返回值赋给变量y。

这样,变量y的值将为10,因为5乘以2等于10。

除了输入参数和返回值,函数还可以有局部变量。

局部变量只在函数内部有效,外部无法访问。

可以使用关键字persistent或者global声明一个局部变量。

例如,下面的代码定义了一个带有局部变量的函数:function result = myFunction(input)persistent count;if isempty(count)count = 0;endcount = count + 1;result = input * count;end上述代码中,变量count是一个局部变量,用于记录函数被调用的次数。

【转载】matlab中s函数编写

【转载】matlab中s函数编写

【转载】matlab中s函数编写【转载】matlab中s函数编写s函数是system Function的简称,用它来写自己的simulink模块。

(够简单吧,^_^,详细的概念介绍大伙看帮助吧)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)先讲讲为什么要用s函数,我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源,而不仅仅局限于simulink提供的模块,而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作,还可以操作windows API 等的先介绍一下simulink的仿真过程(以便理解s函数),simulink 的仿真有两个阶段:一个为初始化,这个阶段主要是设置一些参数,像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等;第二个阶段就是运行阶段,这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等,这个阶段需要反复运行,直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板),我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的:function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag) 先讲输入与输出变量的含义:t是采样时间,x是状态变量,u是输入(是做成simulink模块的输入),flag是仿真过程中的状态标志(以它来判断当前是初始化还是运行等);sys输出根据flag的不同而不同(下面将结合flag来讲sys的含义),x0是状态变量的初始值,str是保留参数(mathworks公司还没想好该怎么用它,嘻嘻,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。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构:switch flag, %判断flag,看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态,此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化,此函数在 sfuntmpl.m的149行我们找到他,在初始化状态下,sys是一个结构体,用它来设置模块的一些参数,各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通(直接贯通我的理解是输入能 %直接控制输出)sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数,至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子,考虑如下模型:dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述:dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述:x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=fo(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述:y=C*x+D*u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.NumO utputs=1;sizes.NumInputs=1;其他的可以不变。

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其中采用了一阶环节来近似纯微分动作,为保证有良好的微分近似的效果,一 般选 N ≥10。试建立 PID 控制器的模型并建立子系统。 例 10.6 利用使能子系统构成一个正弦半波整流器。 例 10.7 利用触发子系统将一锯齿波转换成方波。 例 10.8 采用 S 函数实现模块 y=nx,即模块的功能是把一个输入信号 n 倍 以后再输出。 (1) 利用MATLAB语言编写S函数。程序如下: %************************************************* %S 函数 timesn.m ,其输出是输入的 n 倍 %************************************************* function [sys,x0,str,ts]=timesn(t,x,u,flag,n) switch flag, case 0 %初始化 [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 3 %计算输出量 sys=mdlOutputs(t,x,u,n); case {1,2,4,9} %未使用的 flag 值 sys=[]; otherwise %出错处理 error(['Unhandle flag=',num2str(flag)]); end %************************************************* %mdlInitializeSizes :当 flag 为 0 时进行整个系统的初始化 %*************************************************
2
sys=[]; otherwise error(['Unhandled flag=',num2str(flag)]); end function[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes sizes= simsizes; sizes.NumContStates= 0; sizes.NumDiscStates= 0; sizes.NumOutputs= 1; sizes.NumInputs= 1; sizes.DirFeedthrough= 1; sizes.NumSampleTimes= 1; sys=simsizes(sizes); x0=[]; str=[]; ts=[0 0]; function sys=mdlOutputs(t,x,u) if u<1 sys=3*sqrt(u); elseif u>=1&u<3 sys=3; elseif u>=3&u<4 sys=3-(u-3)^2; elseif u>=4&u<5 sys=2; elseif u>=5&u<6 sys=2-(u-5)^2; else sys=1; end (2) 模块的测试。
例 10.4 有初始状态为 0 的二阶微分方程 x"+0.2x'+0.4x=0.2u (t), 其中 u(t) 是单位阶跃函数,试建立系统模型并仿真。 例 10.5 PID 控制器是在自动控制中经常使用的模块,在工程应用中其标 准的数学模型为
U ( s) K p (1
T s 1 d ) E ( s) Ti s Td s / N
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function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(T) %调用函数 simsizes 以创建结构体 sizes sizes=simsizes; %用初始化信息填充结构体 sizes sizes.NumContStates=0; % 无连续状态 sizes.NumDiscStates=0; % 无离散状态 sizes.NumOutputs=1; % 有一个输出量 sizes.NumInputs=1; % 有一个输入信号 sizes.DirFeedthrough=1; % 输出量中含有输入量 sizes.NumSampleTimes=1; % 单个采样周期 %根据上面的设置设定系统初始化参数 sys=simsizes(sizes); %给其他返回参数赋值。 x0=[]; %设置初始状态为零状态 str=[]; %将 str 变量设置为空字符串 ts=[-1,0]; %假定继承输入信号的采样周期 %初始化子程序结束 %************************************************* %mdlOutputs :当 flag 值为 3 时,计算输出量 %************************************************* function sys=mdlOutputs(t,x,u,n) sys=n*u; %输出量计算子程序结束。 (2) 模块的封装与测试。 例 10.9 采用 S 函数来构造非线性分段函数。
3 x 3 3 ( x 3) 2 y 2 2 ( x 5) 2 1 x 1 1 x 3 3 x 4 4 x5 5 x6 x6
(1) 利用MATLAB语言编写S函数。程序如下: function [sys,x0,str,ts]=sfunction(t,x,u,flag) switch flag, case 0, [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 3, sys=mdlOutputs(t,x,u); case {1,2,4,9}
例 10.1
设系统的微分方程为:
' x1 x 2 t ' 0.5t x2 x2 e
试建立系统仿真模型。 例 10.2 利用 Simulink 构建函数曲线 y=5t2 +16。 例 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0.3 利用 Simulink 仿真求 I= x ln( 1 x)dx 。
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