本文研究Simulink Function子系統的用法和該模塊生成的代碼。

文章目錄

• 1 問題引入
• 2 Simulink Function子系統建模
• • 2.1 Simulink Function子系統
  • 2.2 Function Caller模塊
• 3 代碼生成
• • 3.1 默認配置
  • 3.2 Function visibility配置
  • 3.3 多個輸出端口
  • 3.4 輸入和輸出變量相同
  • 3.5 參數為數組
  • 3.6 參數為結構體
• 4 總結

1 問題引入

博主在其他的博客中研究了許多模塊和子系統，以及它們生成的代碼。通常來說，博主研究的方法是建立一個Inport，一個outport，以及兩者之間的控制邏輯，譬如如下的Gain模塊。

配置好該模型，并生成代碼如下。

其中的step函數就可以反映出模型的算法，輸入和輸出都被定義為全局變量，而step函數的參數和返回值都是void。

博主最近遇到的項目需求是，需要生成帶有非空參數的函數。也就是要把模型的inport作為函數的參數傳入，outport作為函數的返回值。這樣一來，以前的代碼生成方案就無法使用了。經博主研究后，可以采用Simulink Function子系統，來實現這個需求。

2 Simulink Function子系統建模

本節研究一下Simulink Function子系統的建模。

2.1 Simulink Function子系統

1）首先，從Simulink Library中拖拽出一個Simulink Function子系統到空白模型中。

從外面可以觀察到，Simulink Function子系統上方有一個引子，和一個函數表達式。左右兩側沒有和子系統外界交互的端口，這一點和其他子系統不一樣。

2）雙擊進入子系統，可以看到頂部的一個Trigger模塊，以及輸入輸出端口。

這里的輸入輸出端口和Inport/Outport模塊是不一樣的，因為這是專門用于Simulink Function子系統中的Argument Inport模塊和Argument Outport模塊。

3）雙擊Trigger模塊，將函數名修改成function1，同時把Trigger模塊的名稱也改成function1。

這樣的話，外面的子系統的函數原型也就變成了 y = function1(u)。

4）最后在輸入輸出之間加一個Gain模塊，使得這個Simulink Function子系統實現放大兩倍的算法。

2.2 Function Caller模塊

上一節建立好Simulink Function子系統后，就可以用Function Caller模塊在模型的其他地方調用這個子系統的功能。

1）新建一個Function Caller模塊，將其中的Function Prototype改成上文的函數原型 ： y = function1(u)。

2）為Function Caller模塊添加一個常數輸入和一個disp輸出并仿真，測試一下調用的效果。

由圖中可見，Function Caller模塊調用了function1的gain功能。

3 代碼生成

3.1 默認配置

1）將2.1章中的Function Caller模塊刪除，在模型中只保留一個Simulink Function子系統，然后Ctrl + B生成代碼如下。

與其他博客中生成的代碼有所不同，這次沒有生成step函數，而是生成了一個demo_function1的函數（模型名稱+Simulink Function函數名稱），并且帶有參數和返回值。

2）然后打開demo_function1.h，既可以看到這個函數的外部聲明。其他的代碼只要包含這個頭文件，就可以調用生成的這個函數了。

3.2 Function visibility配置

在3.1中，生成的函數名中帶有模型名的前綴。如果將Simulink Function做一個Global配置，生成的名稱就不一樣，配置過程如下。

1）雙擊Simulink Function的Trigger模塊，將Function visibility配置成global，并確認。

2）然后在子系統的正中間就會出現一個global的標志，代表它是全局的。

3）重新Ctrl + B生成代碼如下。

生成的函數定義和外部聲明就和3.1中不同，只是function1而不再有demo的前綴，博主比較喜歡這種方式。

這里還有一點值得注意一下，輸入端口變量是rtu_u，前綴是rtu；輸出端口變量是rty_y，前綴是rty。前綴的字符是默認的，博主也沒找到哪里可以配置，不過也沒必要配置。

3.3 多個輸出端口

在C語言中，一個函數只有一個return返回值。如果Simulink Function子系統有多個輸出端口，生成的代碼就會傳遞指針參數。通過下面的方式可以驗證一下。

1）在3.2的基礎上再增加一個Outport，并改一下Gain模塊參數，如下圖所示。

2）重新Ctrl + B生成代碼如下。

可以看出，這次生成的函數不再有返回值，而是將輸出端口的變量作為指針傳入函數，再由函數中更新該地址的內容。

3.4 輸入和輸出變量相同

在C語言編程的時候，也會遇到傳入一個指針給函數，然后函數經過一些計算把地址里的值更新掉的情形。對應Simulink Function中只要把Inport和Outport的名字改成一樣的即可。

1）在3.2的基礎上，把輸入和輸出的名稱都改為u。

2）重新Ctrl + B生成代碼如下。

這里的函數只傳入了一個指針參數rtuy_u，函數中將地址中的值乘以2，再賦值回這個地址的空間。

值得注意的是，變量前綴不是3.2中的rtu或者rty，而是rtuy，代表了這個變量在模型中既是輸入也是輸出。

3.5 參數為數組

對于參數為數組的情況，只需要在Argument Inport或者Argument Outport中配置即可。

1）在3.2的基礎上，將Argument Inport的Port dimensions設為3。

2）對輸出的Port dimensions也設為3。
3）重新Ctrl + B生成代碼如下。

函數中傳入的參數就成為了數組。

3.6 參數為結構體

對于參數為結構體的情況，需要在Argument Inport或者Argument Outport中將類型配置為bus。后面演示輸入端口配置成bus的情況。

1）在Matlab工作空間新建一個bus1，并配置2個element成員。

2）在3.2的基礎上，將Argument Inport的類型配置為bus1。

3）用Bus Selector模塊，把element1挑選出來輸出給后面的Gain模塊。

4）重新Ctrl + B生成代碼如下。

這里生成的函數的參數是一個結構體指針。結構體的定義在另一個文件中。

4 總結

Simulink Function子系統可以生成帶有參數的函數，在某些需求下是非常有用的。同時還可以靈活地配置端口參數，來得到想要的函數形式。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Simulink代码生成：Simulink Function子系统及其代码的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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