S-Function中文帮助文档.doc

S-函数概述 1、什么是S函数 S函数（系统函数）提供一个有力的途径用于扩展Simulink仿真环境的能力。S函数是用MATLAB、C、C++、Fortran编写的，用来描述Simulink模块。C、C++、Fortran编写的用mex公用程式编译为MEX文件（具体参考building MEX-File）.与其他的MEX文件一样，S函数是一个MATLAB翻译器可以自动加载执行的动态链接子程序。 S函数使用一种特殊的调用语法条用S函数应用程序，使你们可以与仿真引擎交互。这种交互同发生在引擎与仿真环境中的模块的交互相似。 S函数遵循一种通用的格式，可以兼容连续、离散和混合系统。遵守一系列简单的规则，你们可以在S函数中实现算法并且将S函数模块添加到仿真模块中。当你编写自己的S函数后，将其名字添加到S函数块（在用户定义函数模块库中可以找到），你可以使用masking(在Creating Custom Blocks 中可以查看)来定做用户界面。 你可以用实时Workshop产品使用S函数，你也可以通过编写目标语言编译器文件（TLC）来定制生成S函数的代码，可以查看（Integrating External Code With Generated C and C++）。 2、在建模中使用S函数 A、兼容C MEX S函数或者旧版（MATLAB level-1）的S函数，从用户定义函数库拖动S函数到模型中，然后指定S函数的名字（名字中包含了函数的信息），level-2的版本操作也一样（当路径中有同名的C MEX文件和MATLAB文件时，优选执行C MEX文件）。 B、向S函数传递参数：S函数块的“Parameters”文件允许指定参数值传递到相应的S函数。为了使用这些文件，必须知道S函数需要的参数、参数的顺序，如果不知道，可以咨询S函数的作者、文档或者源代码。输入参数用逗号分开，按照S函数要求的顺序输入，参数的值可以是常数、变量名（定义在MATALB、建模工作空间或者MATALB表达式中）。当调用level-1S函数时，仿真引擎通常传递标准参数快（t，x,u，flag）到S函数作为函数参数。引擎可以传递附加的由用户指定的块参数到S函数。用户在S函数的“S-function parameter”文件中指定参数（参见Passing Parameters to S-Functions）。如果块对话框指定额外的参数，引擎传递参数到S函数作为额外的函数参数。额外的参数遵循在S函数中的参数列表顺序标准。 C、何时使用S函数：1、建立一个人新的通用模块；2、添加硬件驱动模块；3、兼容现在的C代码到仿真中（参见Integrating Existing C Functions into Simulink Modules with the legacy Code Tool）；4、描述一个具有复杂数学方程的系统；5、使用图形激励。其中最常使用S函数的是建立用户仿真块（参见Creating Custom Block）。当使用S函数来建立通用模块时，可以在一个模型中多次使用，根据实际情况指定具体模块的参数。 3、在项目中使用S函数 A、Mathematics of Simulink Blocks:一个仿真模块包含了一系列的输入、输出和状态，输出是时间、输入、状态的函数。 输出 状态方程 更新状态 B、仿真阶段：执行一个仿真模型分阶段进行。首先是初始化阶段，仿真引擎加载库模块到模型中，传递信号宽度、数据类型、采样时间、模块参数赋值、确定模块执行顺序、定位内存；随后引擎进入Simuliation Loop，在这个过程中，每一个循环视为一个仿真步；在每一步中，仿真引擎按初始化确定的顺序执行模型中的每个模块的计算；对于模块，引擎调用函数计算模块采样时刻的状态、导数（微分）、输出。 C、S函数的回调原理：一个S函数包含一系列的S函数回调方法来执行每一个仿真阶段的任务。在模型仿真中，在每一个仿真进行阶段，仿真引擎为每一个S函数模块调用相应的方法。由S函数回调方法实现的任务有： 1、初始化：优先于第一个仿真循环，引擎初始化S函数，包括：初始化SimStruct(一种包含关于S函数信息的仿真结构)；设置输入输出的数值和维数；设置模块采样时间；定义存储区域 2、计算下一个采样点：如果使用了变采样时间，这个阶段计算下一个采样点的时间，也就是计算下一个步长（采样间隔）； 3、计算主时间步的输出：在这个调用结束之后，所有模块输出都确定。 4、在主时间步长更新离散状态：这个调用是说模块执行每一步一次的动作，如更新离散状态； 5、集成：它应用于具有连续信号或者非过零点采样。