S-Function
Includere S-function nel modello
Librerie:
Simulink /
User-Defined Functions
Descrizione
Il blocco S-Function consente di integrare nei modelli di Simulink gli algoritmi di S-function o di funzioni di sistema scritti in C, C++ o Fortran®, noti come C MEX S-function. È possibile utilizzare il blocco per implementare C MEX S-function di Level-1 o Level-2. Per incorporare la S-function in un modello, dopo aver compilato la C MEX S-function:
Trascinare un blocco S-function da Simulink Library Browser nel modello.
Aprire la finestra di dialogo Block Parameters e specificare il nome della S-function nel campo S-function name per fornire la funzionalità al blocco S-function. Ad esempio, digitare
timestwoe selezionare Apply.
Una S-function è una descrizione in linguaggio informatico di un blocco Simulink®, scritto in MATLAB®, C, C++ o Fortran. Se sono presenti S-function C, C++ e Fortran, è necessario che siano compilate come file MEX utilizzando l'utilità mex (vedere Build C MEX Function). Le S-function definiscono il funzionamento di un blocco durante le diverse fasi della simulazione, come l'inizializzazione, l'aggiornamento, il calcolo delle derivative, la generazione degli output e il termine. Le S-function utilizzano una sintassi di chiamata speciale denominata API della S-function che consente di interagire con il motore di Simulink. Questa interazione è molto simile a quella che avviene tra il motore e i blocchi Simulink integrati. In ogni fase della simulazione, il motore di simulazione invoca un metodo per svolgere un'attività specifica.
Ad esempio, di seguito è riportato un esempio di una semplice C MEX S-function chiamata timestwo.c che genera un output doppio del suo input.
#define S_FUNCTION_NAME timestwo /* Specifies the name of the S-function (timestwo) */
#define S_FUNCTION_LEVEL 2 /* Specifies that the S-function is in the Level 2 format */
#include "simstruc.h" /* Defines the data structure */
static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S) /* Initialize the input and output ports and their size */
{
ssSetNumSFcnParams(S, 0);
if (ssGetNumSFcnParams(S) != ssGetSFcnParamsCount(S)) {
return; /* Parameter mismatch reported by the Simulink engine*/
}
if (!ssSetNumInputPorts(S, 1)) return;
ssSetInputPortWidth(S, 0, DYNAMICALLY_SIZED);
ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);
if (!ssSetNumOutputPorts(S,1)) return;
ssSetOutputPortWidth(S, 0, DYNAMICALLY_SIZED);
ssSetNumSampleTimes(S, 1);
/* Take care when specifying exception free code - see sfuntmpl.doc */
ssSetOptions(S, SS_OPTION_EXCEPTION_FREE_CODE);
}
static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S) /* Set the sample time of the S-function as inherited */
{
ssSetSampleTime(S, 0, INHERITED_SAMPLE_TIME);
ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);
}
static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid) /* Calculate the block output for each time step */
{
int_T i;
InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0);
real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S,0);
int_T width = ssGetOutputPortWidth(S,0);
for (i=0; i<width; i++) {
*y++ = 5.0 *(*uPtrs[i]);
}
}
static void mdlTerminate(SimStruct *S){} /* Perform tasks at the end of the simulation */
#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 */
#endifLe S-function seguono una forma generale e possono ospitare sistemi continui, discreti e ibridi. È possibile implementare un algoritmo in una S-function e utilizzare il blocco S-Function per aggiungerlo a un modello di Simulink. Dopo aver scritto la S-function e averne inserito il nome in un blocco S-Function (disponibile nella libreria di blocchi User-Defined Functions (Funzioni definite dall'utente)), è possibile personalizzare l'interfaccia utente utilizzando il mascheramento. In questo esempio, la funzione timestwo.c viene compilata utilizzando mex timestwo.c e viene implementata utilizzando il blocco S-Function.
Il blocco S-Function visualizza il nome della S-function specificata e il numero delle porte di input e di output specificate dalla S-function. I segnali collegati agli input devono avere le dimensioni specificate dalla S-function per gli input.
Nota
Utilizzare il blocco Level-2 MATLAB S-Function per includere una S-function di MATLAB di livello 2 nel diagramma del blocco.
Esempi
Pendolo inverso con animazione
Questo esempio mostra come utilizzare Simulink® per modellare e animare un sistema a pendolo inverso. Un pendolo inverso ha il centro di massa al di sopra del proprio punto di rotazione. Per mantenere stabilmente questa posizione, il sistema implementa una logica di controllo per spostare il punto di rotazione sotto il centro di massa quando il pendolo inizia a cadere. Il pendolo inverso è un classico problema di dinamica utilizzato per testare le strategie di controllo.
Codice personalizzato e blocchi codificati manualmente utilizzando l'API S-Function
Questa libreria lancia esempi di diversi tipi di S-Function di Simulink®. Le S-Function di Simulink consentono di estendere Simulink con nuovi blocchi codificati manualmente, interfacciarsi con codice esterno personalizzato e creare interfacce live con altri programmi. Utilizzare questo esempio per accedere a modelli contenenti S-Function in C, C++, M e Fortran®.
Porte
Input
Output
Parametri
Caratteristiche del blocco
Funzionalità estese
Cronologia versioni
Introduzione prima di R2006a
