simulink调用自定义函数S-Function

本文详细介绍了如何在Simulink中使用S-Function模块,包括初始化参数设置、功能实现步骤及运行观察结果的方法。

1,在simulink中使用s-function模块,打开模块后进行编辑,s-function是一个在matlab中有模版的m文件,需要自己在其中的一些部分进行修改,s-fun有几个需要初始化的参数,分别是

NumContStates=;

连续状态的数量,如果在simulink中,你的这个模块的上一级给出了一个连续的变量,比方说正弦函数的输出值,那么这里就可以让该参数等于1;

 

sizes.NumDiscStates=;离散状态的数量,和上边一个参数的定义一样,只不过是离散的 

sizes.NumOutputs=;

输出的个数,代表你这个模块将要输出几个结果,比方输入一个阶跃函

数,你想要看到阶跃函数本身和你设计的模块后的响应结果,这里就可以将他设为

2

 

sizes.DirFeedthtough=;

直接馈通的标志,这个用不到,直接写

0

 

sizes.NumSampleTimes=;

采样时间的数量,一般为

1

 

还有几个参数,

str

ts

x0

 

这三个参数,

str

是人家

 

公司自己设计留着将来用的,咱用的时候让

str=[]

,就可以了;

 

ts

是一个两列的矩阵,如果你想让

s-function

在每个时间步都运行,让他为

[0,0]

就可以,如

果你希望让他在仿真开始后的

1

秒每

0.5

秒运行,就可以把它设为

[0.5 1]; 

这样

mdlInitializeSizes 

函数的基本设置就完成了,然后就是修改你要让

s-fun

模块完成的功

能了,如果你要完成连续的状态的微分,就再

case1

中把函数写清楚,如果是离散状态的微

分,

就在

case2

中完成,

如果你很简单的单纯计算输出,

case3

中把函数写清楚就行了,

sys

就是这个模块的输出;

 

2

当你的

s-fun

模块都完成编辑了,

simulink

中双击打开,

然后在

s-function name

中输入

刚刚写好的文件的名字,如果没有额外的参数,即没有除了

t,x,u,flag,

外的参数,那么在这

个对话框中的

s-function 

parameters

中就不要写东西了,到这个时候,基本上所有的工作就

完成了,点击

ok 

3

,运行

simulink 

,观察结果

Simulink 中实现自定义信号输入通常涉及多个步骤,包括信号源的创建、数据导入、信号类型设置以及模型接口的配置。以下是一些常用的方法和步骤,适用于用户自定义信号输入的实现: ### 添加自定义信号源 Simulink 提供了多种方式来创建自定义信号源,包括使用内置模块或写 MATLAB 脚本生成信号数据。以下是一些常用方法: 1. **使用 Signal Builder 模块**: - 该模块允许用户通过图形界面绘制自定义信号波形。 - 支持多种信号类型(阶跃、脉冲、正弦波等)。 - 可以导出信号为 MATLAB 变量,并在仿真中重复使用。 2. **使用 From Workspace 模块**: - 如果信号数据已经存在于 MATLAB 工作区中(例如,通过脚本生成或从文件导入),可以使用此模块将数据输入 Simulink 模型。 - 数据格式通常为时间序列或结构体数组,例如: ```matlab time = 0:0.1:10; data = sin(time); input_data = timeseries(data, time); ``` - 在模块参数中指定变量名即可导入数据 [^1]。 3. **使用 MATLAB Function Block 或 S-Function**: - 如果需要更复杂的信号生成逻辑,可以写 MATLAB 函数或 C/C++ 代码实现的 S-Function- MATLAB Function Block 支持直接在 Simulink 模型中嵌入 MATLAB 代码,适合快速开发。 ### 导入 MATLAB 数据作为信号输入 为了将 MATLAB 数据导入 Simulink,可以使用 `From File` 或 `From Workspace` 模块。具体步骤如下: 1. **准备数据**: - 数据应包含时间和信号值两列,例如: ```matlab time = 0:0.01:1; signal = cos(2*pi*5*time); input_data = [time', signal']; ``` - 保存为 `.mat` 文件,例如: ```matlab save('input_data.mat', 'input_data'); ``` 2. **使用 From File 模块**: - 将 `.mat` 文件加载到 Simulink 模型中,模块会自动读取数据并按时间戳提供信号输入 [^1]。 3. **使用 From Workspace 模块**: - 在模块参数中指定变量名 `input_data`,Simulink 会从工作区中读取数据并作为信号输入。 ### 设置信号名称和数据类型 在 Simulink 中,可以通过 `Inport` 模块和 `Signal Attributes` 设置信号名称和数据类型: 1. **添加 Inport 模块**: - 将 `Inport` 模块拖入模型,连接到需要输入信号的部分。 - 在模块参数中设置信号名称和数据类型,例如: - 名称:`VHIP_EvpTemp` - 数据类型:`int16` 2. **使用 Signal Specification 模块**: - 用于定义信号的名称、数据类型和维度,确保模型中信号的一致性 [^2]。 3. **使用 Model Explorer 配置输入输出信号**: - 打开 Model Explorer,选择 `Base Workspace` 或 `Model Workspace`,添加信号并定义其属性。 - 在模型中引用这些信号名称,确保输入输出接口的一致性。 ### 实现自定义信号输入的完整流程 1. **准备信号数据**: - 在 MATLAB 中生成信号数据或从文件导入数据。 - 保存为 `.mat` 文件或工作区变量。 2. **选择信号输入模块**: - 根据需求选择 `From Workspace`、`From File` 或 `Signal Builder` 模块。 3. **配置信号属性**: - 使用 `Inport` 模块或 `Signal Specification` 模块设置信号名称和数据类型。 4. **连接信号源到模型**: - 将信号源模块连接到 Simulink 模型中的相应输入端口。 5. **运行仿真**: - 启动仿真,验证信号是否按预期输入模型。 ### 示例代码 以下是一个生成信号并导入 Simulink 的示例代码: ```matlab % 生成信号数据 time = 0:0.01:10; signal = sin(2*pi*5*time); input_data = timeseries(signal, time); % 保存为 .mat 文件 save('input_data.mat', 'input_data'); ``` 在 Simulink 模型中,使用 `From File` 模块加载 `input_data.mat` 文件即可实现信号输入。 ---
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