matlab-note-9

Simulink系统仿真

Simulink仿真基础

Simulink系统仿真的步骤：

• 建立系统仿真模型
• 设置仿真参数
• 启动仿真并分析仿真结果

子系统的创建与封装

子系统的创建

• 通过Subsystem模块建立子系统
• 将已有的模块转换为子系统

两者的区别是：前者先建立子系统，再为其添加功能模块；后者先选择模块，再建立子系统。

子系统的封装

子系统的条件执行

S函数的设计与应用

什么叫S函数

• S函数是系统函数(System Function)的简称,是指采用一种程序设计语言描述的一个功能模块。
• 用户可以采用MATLAB语言，也可以采用C、C++或FORTRAN等语言来编写S函数。
• S函数有自己特定的语法构成规则,可以用来描述并实现连续系统、离散系统以及复合系统。
• S函数能够接收来自Simulink求解算法的相关信息,并对求解算法发出的命令做出适当的响应,这种交互作用类似于Simulink系统模块与求解算法的相互作用。

用MATLAB语言编写S函数

在MATLAB命令行窗口输入命令，打开模板文件。

edit sfuntmpl.m

模板文件sfuntmpl.m包括：

• 1个主函数
• 6个子函数

主函数

主函数的引导语句为：

$function [sys,x0,str,ts]=fname(t,x,u,flag)$

• fname是S函数的函数名。
• 输入形参t、x、u、flag分别为仿真时间、状态向量、输入向量和子函数调用标志。
• 输出形参sys代表一种返回参数；x0是初始状态值；对于M文件S函数，str将被置成一个空阵；ts是一个两列矩阵。

子函数

S函数共有6个子函数，这些子函数的前辍为mdl，由flag的值来控制在仿真的各阶段调用S函数的哪一个子函数。

• flag取0：调用初始化子函数mdlInitializeSizes。
• flag取1：调用子函数mdlDerivatives实现连续状态的更新。
• flag取2：调用子函数mdlUpdate实现离散状态的更新。
• Flag取3：调用输出子函数mdlOutputs。

S函数的应用

• 利用S函数可以创建用户自己的Simulink模块，从而使得Simulink可以应用于更复杂系统的建模与仿真。
• Simulink提供了现成的S函数模板文件，用户可以通过直接修改模板文件来编写S函数。