1.?S-Function簡介 ?

S-Function是system-function的縮寫。說得簡單，S-Function就是用MATLAB所提供的模型不能完全滿足用戶，而提供給用戶自己編寫程序來滿足自己要求模型的接口。

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2. MEX函數與M文件的區別

第一，??MEX 函數能實現的回調函數比M-文件能實現的回調函數要多得多；

第二，??MEX 函數直接訪問內部數據結構SimStruct，SimStruct 是Simulink 用來保存關于S-function 信息的一個數據結構；

第三，??MEX 函數也可使用MATLAB MEX 文件API 直接來訪問MATLAB 的工作空間。

如果一個C MEX文件與一個M文件具有相同的名字，則C MEX文件被優先使用，即在S-Function塊中使用的是C MEX文件。

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3. 基礎知識

3.1 直接饋通(direct feedthrough)

?直接饋通表示系統的輸出或可變采樣時間是否受到輸入的控制。

a.??輸出函數（mdlOutputs或flag==3）是輸入u的函數。即，如果輸入u在mdlOutputs中被訪問，則存在直接饋通。

b.??對于一個變步長S-Function的“下一個采樣時間”函數（mdlGetTimeOfNextVarHit或flag==4）中可以訪問輸入u。

例如，一個需要其輸入的系統（也就是具有直接饋通）是運算y=kXu,其中，u是輸入，k是增益，y是輸出。

又如，一個不需要其輸入的系統（也就是沒有直饋通）是一種簡單的積分運算：

輸出：y=x；

導數：dx/dt=u

其中，x是狀態，dx/dt是狀態對時間的導數，u是輸入，y是輸出。

正確設置直接饋通標志是十分重要的，因為它影響模型中塊的執行順序，并可用檢測代數環。

3.2?dynamically sized inputs?

主要是給出：輸入連續狀態數目（size.NumContStates),離散狀態數目（size.NumDiscStates)?,輸出數目（size.NumOutputs),輸入數目(size.NumInputs),Direct Feedthrough(size.Dir Feedthrough)。?

3.3 setting sample times and offsets

setting smaple times and offsets主要設置采樣時間.

3.4?Level-1 和Level-2

Level 1 提供一個簡單的接口，可與少部分的S函數API交互。Matlab對于這種方式的支持更多的是為了保持與以前版本的兼容，現在推薦采用的是Level 2 S函數。

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4. S-Function實例

S-Function的仿真流程

例如要創建一個有1輸入（2維），2輸出（1維），3個參數，還有全局變量的S-Function。 過程如下：

a. 新建sfunction的C語言文件

打開simulink，點擊User-Defined Functions里面的S-Function Examples。這個里面有多個語言版本的模板，有C，C++，Ada，Fortran和M語言的版本，其實都大同小異，只要了解幾個函數就很容易使用了。 選擇C語言的版本：從S-function模塊中選擇C-file S-functions里面的Basic C-MEX template。打開后，另存為自己的模塊名字，如test.c 。下面我們來分析代碼：?

#define S_FUNCTION_NAME test//這里把文件名sfuntmpl_basic修改為test #define S_FUNCTION_LEVEL 2 #include "simstruc.h" //程序里面要用到的頭文件在這里引用，如“math.h”等。 float global_var; //定義全局變量 static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S) {//這個函數用來設置輸入、輸出和參數的。ssSetNumSFcnParams(S, 3); /*設置參數個數，這里為3 */if (ssGetNumSFcnParams(S) != ssGetSFcnParamsCount(S)) {return;}ssSetNumContStates(S, 0);//設置連續狀態的個數，缺省為0；ssSetNumDiscStates(S, 0);//設置離散狀態的個數，缺省為0；if (!ssSetNumInputPorts(S, 1)) return;//設置輸入變量的個數，這里為1ssSetInputPortWidth(S, 0, 2); //設置輸入變量0的維數為2 ssSetInputPortRequiredContiguous(S, 0, true); //設置input0的訪問方式，true就是臨近訪問，這樣指針的增量后就可以直接訪問下個input端口了。 ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);// 設置輸入端口的信號是否mdlOutputs函數中使用，這兒設置為true。if (!ssSetNumOutputPorts(S, 2)) return;//設置輸出變量的個數 ssSetOutputPortWidth(S, 0, 1);//設置輸出變量0的維數為1維ssSetOutputPortWidth(S, 1, 1);//設置輸出變量1的維數為1維 ssSetNumSampleTimes(S, 1); //設置采樣時間，此處為1s。ssSetNumRWork(S, 0);//不管ssSetNumIWork(S, 0);ssSetNumPWork(S, 0);ssSetNumModes(S, 0);ssSetNumNonsampledZCs(S, 0); ssSetOptions(S, 0); //下面可以寫全局變量的初始化程序 global_var=1; } static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)//暫時不管 {ssSetSampleTime(S, 0, CONTINUOUS_SAMPLE_TIME);ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);} #define MDL_INITIALIZE_CONDITIONS /* Change to #undef to remove function */ #if defined(MDL_INITIALIZE_CONDITIONS)static void mdlInitializeConditions(SimStruct *S)//暫時不管 {} #endif /* MDL_INITIALIZE_CONDITIONS */ #define MDL_START /* Change to #undef to remove function */ #if defined(MDL_START) static void mdlStart(SimStruct *S)//暫時不管 {} #endif /* MDL_START */ static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid)//這里填入相關的運算、算法等 { real_T *para1 = mxGetPr(ssGetSFcnParam(S,0)); real_T *para2 = mxGetPr(ssGetSFcnParam(S,1)); real_T *para3 = mxGetPr(ssGetSFcnParam(S,2)); const real_T *u = (const real_T*) ssGetInputPortSignal(S,0); real_T *y1 = ssGetOutputPortSignal(S,0); real_T *y2 = ssGetOutputPortSignal(S,1); y1[0]=u[0]*para1[0]+u[1]*para2[0]; y2[0]=u[1]*para3[0]+u[0]*para1[0]; } #define MDL_UPDATE /* Change to #undef to remove function */ #if defined(MDL_UPDATE)static void mdlUpdate(SimStruct *S, int_T tid){} #endif /* MDL_UPDATE */ #define MDL_DERIVATIVES /* Change to #undef to remove function */ #if defined(MDL_DERIVATIVES)static void mdlDerivatives(SimStruct *S){} #endif /* MDL_DERIVATIVES */ static void mdlTerminate(SimStruct *S)//這里需要把global變量全部初始化，否則下次運行程序時，全局變量還是之前的值。 { }#ifdef MATLAB_MEX_FILE /* Is this file being compiled as a MEX-file? */ #include "simulink.c" /* MEX-file interface mechanism */ #else #include "cg_sfun.h" /* Code generation registration function */ #endif

?b. 編譯

在matlab的command?window?里面輸入“mex?test.c”，即可將test.c編譯為mex文件。

c.調用sfunction

在simulink空間里面拉入sfunction，在s-function name里面填入test，參數里面填入要設定的參數，然后仿真即可。

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?轉載：http://www.cnblogs.com/xpvincent/archive/2013/01/18/2866978.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的MATLAB中的S-Function的用法（C语言）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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