MATLAB的S 编程语言

MATLAB的S 编程语言 Simulink 基于模型与基于系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 n 建模 n 仿真 n 实现S-Function 的编写 Version 5 目录S-FUNCTION 概 述 .................................................................................................................................... 1 什么是 S-FUNCTION ................................................................................................................................ 2 在模型中使用 S-FUNCTION .................................................................................................................... 3 向 S-Function 传递参 数..................................................................................................................... 3 何时使用 S-Function.......................................................................................................................... 4 S-FUNCTION 的工作原 理........................................................................................................................ 5 Simulink 块的数学关系...................................................................................................................... 5 仿真过 程.............................................................................................................................................. 5 S-Function 回调程 序.......................................................................................................................... 6 S-FUNCTION 的实 现................................................................................................................................ 8 M-文件的 S-Function......................................................................................................................... 8 MEX 文件的 S-function ..................................................................................................................... 8 MEX 文件与 M-文件的 S-function 比 较........................................................................................... 9 S-FUNCTION 的概 念.............................................................................................................................. 10 直 接馈 通............................................................................................................................................ 10 动态维矩 阵........................................................................................................................................ 10 设置采样时间和偏移 量 .....................................................................................................................11 S-FUNCTION 范 例.................................................................................................................................. 14 M 文件 S-function 范 例.................................................................................................................... 15 C S-Function 范 例............................................................................................................................ 16 Fortran S-Function 范 例.................................................................................................................. 18 C S-Function 范 例....................................................................................................................... 18 Ada S-Function 范 例 ....................................................................................................................... 18编写 M S-FUNCTION.............................................................................................................................. 19 概 述............................................................................................................................................ ............ 20 S-Function 参 数................................................................................................................................ 20 S-Function 的输 出............................................................................................................................ 20 定义 S-FUNCTION 块特 性..................................................................................................................... 22 处理 S-FUNCTION 参 数......................................................................................................................... 22 M 文件的 S-FUNCTION 范 例................................................................................................................. 23 范例 1——简单的 M 文件 S-Function ........................................................................................... 2——连续状态 23 范例 S-Function .................................................................................................... 25 范例 3——离散状态 S-Function .................................................................................................... 27 范例 4——混合系统 S-Function .................................................................................................... 28 范例5——变步长 S-Function ........................................................................................................ 31 i使用 C 语言编写 S-FUNCTION ............................................................................................................. 33 概 述............................................................................................................................................ ............ 34 创建 C MEX S-Function.................................................................................................................. 35 自动生成 S-FUNCTION .......................................................................................................................... 36 配置生成的 S-Function.................................................................................................................... 37 S-Function Builder 如何生成 S-Function...................................................................................... 37 设置 include 路径 ............................................................................................................................. 37 S-FUNCTION BUILDER 的对话 窗........................................................................................................... 39 Initialization 选卡 .............................................................................................................................. 39 Data Properties 选 卡 ....................................................................................................................... 40 Libraries 选 卡.................................................................................................................................... 42 Outputs 选 卡..................................................................................................................................... 43 Continuous Derivatives 选 卡.......................................................................................................... 45 Discrete Update 选卡 ...................................................................................................................... 46 Build Info 选 卡 .................................................................................................................................. 47 一个基本的 C MEX S-FUNCTION 范 例 ............................................................................................... 48 定义与包 含........................................................................................................................................ 49 回调函数的实 现................................................................................................................................ 50 Simulink/Real-Time Workshop 接 口 ............................................................................................. 51 Building Timestwo 范例................................................................................................................... 51 C S-FUNCTION 模 板.............................................................................................................................. 52 S-Function 源文件必需的内 容........................................................................................................ 52 SimStruct........................................................................................................................................... 53 编译 C S-Function............................................................................................................................ 53 SIMULINK 如何与 C S-FUNCTION 相互作 用 ........................................................................................ 54 进程层 面............................................................................................................................................ 54 数据层 面............................................................................................................................................ 56 编写回调函 数........................................................................................................................................ 59 将 LEVEL 1 C MEX S-FUNCTION 转换到 LEVEL 2 .............................................................................. 60创建 C S-FUNCTION.......................................................................................................................... 63创建 ADA S-FUNCTION......................................................................................................................... 64创建 FORTRAN S-FUNCTION.............................................................................................................. 65实现块特 性................................................................................................................................................ 67 对话框参 数............................................................................................................................................ 68 ii 可调参 数............................................................................................................................................ 68运行参 数................................................................................................................................................ 70 创建运行参 数.................................................................................................................................... 70 更新运行参 数.................................................................................................................................... 71创建输入和输出端 口............................................................................................................................ 72 创建 输入端 口.................................................................................................................................... 72 创建输出端 口.................................................................................................................................... 73 输入的标量扩 展................................................................................................................................ 74 掩 码多端口 S-Function.................................................................................................................... 75自 定义数据类 型.................................................................................................................................... 76采样时 间................................................................................................................................................ 77 基于块的采样时 间............................................................................................................................ 77 指定 基于端口的采样时 间................................................................................................................ 79 基于块与基 于端口的混合采样时间 ................................................................................................ 81 多速率 S-Function 块....................................................................................................................... 82 多速率 S-Function 块的同步........................................................................................................... 83工作向 量................................................................................................................................................ 84 工作向量与过零检 测........................................................................................................................ 85 包括指 针工作向量的范例................................................................................................................ 85 内存分 配............................................................................................................................................ 86FUNCTION-CALL 子系 统........................................................................................................................ 87错误处 理................................................................................................................................................ 89 防超程代 码........................................................................................................................................ 89 SsSetErrorStatus 的终止条 件 ........................................................................................................ 90 数组边界检查.................................................................................................................................... 90S-FUNCTION 范 例.................................................................................................................................. 91 连续状态的 S-Function 范 例........................................................................................................... 92 离散状态的 S-Function 范例........................................................................................................... 93 混合系统的 S-Function 范 例........................................................................................................... 93 变步长的 S-Function 范例............................................................................................................... 94 过零检测的 S-Function 范 例........................................................................................................... 94 时变连续传递函数的 S-Function 范例........................................................................................... 94 iii 第一章 S-Function 概述 S-Function(系统函数)为扩展 Simulink的性能提供了一个有力的工具。以下下节阐述了什么是S-Function，为什么可以使用 S-Function，以及怎样编写自己的 S-Function。 1 Simulink——S-Function 的编写 什么是 MATLAB，C，C，Ada，或 Fortran 语言来编写。S-Function S-Function 可以使用 使用 MEX 实用工具， 将 C，C，Ada，和 Fortran 语言的 S-Function 编译成 MEX-文件，在需要的时候，它们可与其它的 MEX-文件一起动态地连接到 MATLAB 中。 S-Function 使用一种特殊的调用格式让你可以与 Simulink 方程求解器相互作用，这与发生在求解 器和内置 Simulink 块之间的相互作用非常相似。S-Funct.