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什么是s函数?

S-functions (system-functions)提供了一个强大的机制来扩展Simulink的功能金宝app^®环境。一个功能是用MATLAB编写的Simulink块的计算机语言描述吗金宝app^®， C, c++，或Fortran。函数被编译为MEX文件墨西哥人实用程序(见编译C MEX函数)．与其他MEX文件一样，s -函数是动态链接的子程序，MATLAB执行引擎可以自动加载和执行。

s -函数使用一种特殊的调用语法，称为s -函数API，它使您能够与Simulink引擎交互。金宝app这种交互与引擎和内置Simulink模块之间的交互非常相似。金宝app

s -函数遵循一般形式，可以适应连续、离散和混合系统。通过遵循一组简单的规则，您可以在s函数中实现算法，并使用S-function块将其添加到Simulink模型中。金宝app在编写了s -函数并将其名称放入S-function块(可在用户定义函数块库中获得)之后，您可以使用屏蔽来定制用户界面(参见创建块面具)．

如果你有金宝app仿真软件编码器™，您可以在模型中使用s函数并生成代码。您还可以通过编写目标语言编译器(Target Language Compiler, TLC)文件来定制为s -函数生成的代码。有关更多信息，请参见函数和代码生成(金宝app仿真软件编码器)．

S-Functions如何工作

s -函数定义了一个块在模拟的不同部分如何工作，例如初始化、更新、导数、输出和终止。在模拟的每一步中，模拟引擎都会调用一个方法来完成特定的任务。s -函数基础要求具备块输入、状态和输出之间的数学关系的基本知识。要理解s -函数是如何工作的，首先你需要理解Simulink如何模拟一个模型的数学，即模拟的各个阶段。金宝app看到动态系统的仿真阶段查阅更多详细资料。

数学的金宝app块

Si金宝appmulink块由一组输入、一组状态、一组参数和一组输出组成，其中输出是模拟时间、输入、参数和状态的函数。

下面的方程表示了输入、输出、参数、状态和仿真时间之间的数学关系。

$\begin{array}{l} y ＝ f_{0} （ t ， x ， u ） (输出) \\ \dot{x} ＝ f_{d} （ t ， x ， u ） (金融衍生品) \\ x_{d_{k + 1}} ＝ f_{u} （ t ， x_{c} ， x_{d_{k}} ， u ）， (更新) \end{array}$

在哪里 $x ＝［ x_{c} ； x_{d} ］．$

仿真阶段

Simulink模型的执行是分金宝app阶段进行的。在初始化阶段，Simulink金宝app引擎将库块合并到模型中，传播信号宽度、数据类型和采样时间，评估块参数，确定块执行顺序，并分配内存。然后发动机进入a模拟循环，其中每次通过循环被称为仿真步骤．在每个仿真步骤中，引擎按照初始化时确定的顺序执行模型中的每个块。对于每个块，引擎调用函数来计算当前采样时间的块状态、导数和输出。然后整个模拟循环继续，直到模拟完成。

模型初始化-为模拟准备模型。在这个阶段，块的参数被评估，块的执行顺序被确定，并且为每个操作分配内存。在这一阶段之后，块将通过一个模拟循环。

连续状态和时间的更新——只有在模型具有连续状态时才会发生。您可以修改次要步骤方法，如mdlOutputs，mdlDerivatives,mdlZeroCrossing来计算输出

s函数回调方法

一个s函数包括一组s函数回调方法执行每个模拟阶段所需的任务。在模型的仿真过程中，在每个仿真阶段，Simulink引擎对模型中的每个S-Function块调用相应的方法。金宝appS-function回调方法执行的任务包括:

编译——在这个阶段，Simulink引擎初始化s函数。金宝app任务包括:
- 将库块合并到模型中，并传播信号宽度、数据类型和采样时间
- 设置输入和输出端口的数量和尺寸
- 评估块参数，并确定块的执行顺序
- 分配内存和存储区域。
输出计算-在此状态下，输出计算直到当前时间步长所有块输出端口都有效，即所有输出值都在一定的误差范围内。
更新离散状态——在这个调用中，块执行每步一次的活动，比如更新离散状态。
初始化和终止方法——这些可选方法只执行一次S-function所需的初始化和终止活动。初始化活动可能包括设置用户数据，或初始化s函数中的状态向量。终止方法执行任何操作，如在模拟结束或从模型中删除S-function块时所需的内存释放。
集成——这适用于具有连续状态和/或非采样零交叉的模型。如果你的s函数有连续的状态，引擎会在较小的时间步内调用s函数的输出和导数部分。这样求解器就可以计算s函数的状态。如果你的s函数有未采样的零交叉点，引擎也会在较小的时间步内调用s函数的输出和零交叉点部分，以便它能定位零交叉点。

要理解关于模拟的术语，特别是关于s函数的，请参见函数的概念．

要在模型中加入C MEX s函数，请拖动a功能块的金宝app模型库浏览器．类似地，合并a2级MATLAB函数到模型，拖动a2级MATLAB函数块到模型。
打开块的参数对话框中指定s -函数名功能名称字段提供的功能功能块。例如,类型timestwo,点击应用添加一个C MEX s函数，将输入信号乘以2。

请注意

如果MATLAB路径包含一个C MEX文件和一个具有相同名称的MATLAB文件，则S-Function块使用该C MEX文件。

向s -函数传递参数

在这两个功能块和2级MATLAB函数块的参数窗口允许您指定要传递给相应的s函数的参数值。要使用这些字段，您必须知道s函数需要的参数以及函数需要它们的顺序。(如果您不知道，请咨询s函数的作者、文档或源代码。)按照s函数要求的顺序输入用逗号分隔的参数。参数值可以是常量，在MATLAB或模型工作区中定义的变量名，或MATLAB表达式。

实例的用法参数字段，为二级MATLAB s函数输入自定义参数。

该模型msfcndemo_limintm在这个例子中，包含了样本s -函数msfcn_limintm.m．

的msfcn_limintm.ms函数接受三个参数:下界、上界和初始条件。如果时间积分在上下界之间，则s函数输出输入信号的时间积分;如果时间积分小于下界，则输出时间积分的下界;如果时间积分大于上界，则输出时间积分的上界。的下界、上界和初始条件在示例中的对话框中指定-5.0，5．0,0,分别。该示波器显示了当输入为振幅为5的正弦波时的输出结果。

看到处理函数的参数和处理s函数中的错误获取关于如何访问s函数中用户指定的参数的信息。

您可以使用屏蔽功能为您的S-Function块创建自定义对话框和图标。屏蔽对话框可以更容易地为s -函数指定附加参数。有关掩蔽的讨论，请参见创建块面具．