Matlab S-function封装学习

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

最近学习S-function封装，以下为学习过程中的总结。

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一、代码封装

代码模板

选择User-Defined Functions --> S-Function Examples -->C-files -->sfuntmpl_basic.c

查阅函数的作用以及使用方法可通过官网查询，如下

配置 C/C S-Function 功能 - MATLAB & Simulink - MathWorks 中国

配置 C/C S-Function 功能- MATLAB & Simulink- MathWorks 中国

1. 设置函数名称

1.  
   #define S_FUNCTION_NAME  sfuntmpl_basic //这里修改函数名称
2.  
    
3.  
   #define S_FUNCTION_LEVEL 2

 2. 配置输入、输出、参数

1.  
   static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S)
2.  
   {
3.  
    
4.  
    
5.  
   //（1）参数配置
6.  
    
7.  
   ssSetNumSFcnParams(S, 0); //设置参数个数  /* Number of expected parameters */
8.  
    
9.  
       if (ssGetNumSFcnParams(S) != ssGetSFcnParamsCount(S)) {
10.  
     
11.  
            /* Return if number of expected != number of actual parameters */
12.  
     
13.  
            return;
14.  
     
15.  
        }
16.  
     
17.  
     
18.  
     
19.  
        ssSetNumContStates(S, 0); //指定 块具有的连续状态数
20.  
     
21.  
        ssSetNumDiscStates(S, 0); //指定 块具有的离散状态数
22.  
     
23.  
    //（2）输入端口配置
24.  
     
25.  
    if (!ssSetNumInputPorts(S, 1)) return;//配置输出端口个数
26.  
     
27.  
        ssSetInputPortWidth(S, 0, 1);//指定输入端口宽度
28.  
     
29.  
        ssSetInputPortRequiredContiguous(S, 0, true); /*direct input signal access*/
30.  
     
31.  
        /*
32.  
     
33.  
         * Set direct feedthrough flag (1=yes, 0=no).
34.  
     
35.  
         * A port has direct feedthrough if the input is used in either
36.  
     
37.  
         * the mdlOutputs or mdlGetTimeOfNextVarHit functions.
38.  
     
39.  
         */
40.  
     
41.  
        ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);
42.  
     
43.  
     
44.  
     
45.  
    //（3）输出端口配置
46.  
     
47.  
    if (!ssSetNumOutputPorts(S, 1)) return;//配置输入端口个数
48.  
     
49.  
    ssSetOutputPortWidth(S, 0, 1);//指定输出端口宽度
50.  
    ssSetNumSampleTimes(S, 1);
51.  
    ssSetNumRWork(S, 0);
52.  
    ssSetNumIWork(S, 0);
53.  
    ssSetNumPWork(S, 0);
54.  
    ssSetNumModes(S, 0);
55.  
    ssSetNumNonsampledZCs(S, 0);
56.  
     
57.  
    /* Specify the sim state compliance to be same as a built-in block */
58.  
    ssSetSimStateCompliance(S, USE_DEFAULT_SIM_STATE);
59.  
     
60.  
    ssSetOptions(S, 0);
61.  
     
62.  
    }

3.指定此 C MEX S 函数运行的采样率

static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)

4.初始化 此 C MEX S 函数的状态向量

static void mdlStart(SimStruct *S)

5.计算输出模块的输出信号

1.  
   static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid)
2.  
   {
3.  
    
4.  
   //获取输入端口的指针/地址
5.  
   const void *ssGetInputPortSignal(SimStruct *S, int_T inputPortIdx)
6.  
    
7.  
    
8.  
    
9.  
   const real_T *u0 = (const real_T*) ssGetInputPortSignal(S,0);
10.  
     
11.  
     
12.  
     
13.  
    //获取输出端口的指针/地址
14.  
    void *ssGetOutputPortSignal(SimStruct *S, int_T port)
15.  
     
16.  
    real_T       *y = ssGetOutputPortSignal(S,0);
17.  
     
18.  
     
19.  
     
20.  
    //获取参数指针/地址
21.  
    const mxArray *ssGetSFcnParam(SimStruct *S, int_T index)
22.  
     
23.  
        //获取参数1，double类型
24.  
     
25.  
        const real_T  *param1  = (const real_T *)mxGetData(ssGetSFcnParam(S, 0));
26.  
     
27.  
        double a = (double) *param1;
28.  
     
29.  
        //获取参数2，string类型
30.  
     
31.  
        const unsigned char  *param2  = (const unsigned char *)mxArrayToString(ssGetSFcnParam(S, 1));
32.  
     
33.  
        const int_T   p_width  = mxGetNumberOfElements(ssGetSFcnParam(S, 1));
34.  
     
35.  
        unsigned char *str = (unsigned char *)mxCalloc(p_width, sizeof(unsigned char));
36.  
     
37.  
        memcpy(str, param1, p_width);
38.  
    }

6.更新块的状态

static void mdlUpdate(SimStruct *S, int_T tid)

7.计算 C MEX S 函数的导数

static void mdlDerivatives(SimStruct *S)

8.执行仿真终止时所需的任何操作

static void mdlTerminate(SimStruct *S)

• 代码编译

1. 环境准备

查看matlab是否安装编译器MinGW-w64

mex -setup

环境安装步骤

将TDM-GCC-64.zip 解压在C盘，注意路径不能有空格

配置环境变量

2.编译指令

mex filename -I./

链接其他库的时候

mex filename -I./ -L./

编译成功后会生成64位Windows版本的动态链接库

• 关联模型

1. 编写m文件

修改slblocks.m文件

1.  
   function blkStruct = slblocks
2.  
    
3.  
   blkStruct.Name = ['add'];
4.  
    
5.  
   blkStruct.OpenFcn = 'add;
6.  
    
7.  
   blkStruct.MaskDisplay = '';
8.  
    
9.  
    
10.  
     
11.  
    Browser(1).Library = 'add';
12.  
     
13.  
    Browser(1).Name = 'add';
14.  
     
15.  
    Browser(1).IsFlat = 0;
16.  
     
17.  
     
18.  
     
19.  
    blkStruct.Browser = Browser;

1. 打开Simulink，新建Model

添加S-Function 模型

如图 双击S-Function 模型 后，弹出 Block Parameter窗口 ，点击 Edit 后选择Browser 关联代码封装的 .c文件。

S-Function name 填入S-function的函数名称，这样就建立了S-function模块与M文件形式的S-function之间的对应关系；

S-Function parameters  填入S-function需要输入的外部参数的名称，如果有对各变量，则变量中间用逗号隔开，如a，b，c；

S-Function modules  仅当S-function是用C语言编写并用MEX工具编译的C-MEX文件时，才需要填写该参数；

 

• Mask封装

右键点击S-Function 模块，选中 Mask选项 --> Create Mask Editor 创建模板界面

 

lcon &Ports 页面填写模块界面输出

1.  
   %参数显示
2.  
    
3.  
   showInfo = sprintf('a: %s\nb: %s\nc: %s\n',get_param(gcb,'a'),get_param(gcb,'b'),get_param(gcb,'c'));
4.  
    
5.  
   disp(showInfo);
6.  
    
7.  
    
8.  
    
9.  
   %输入端口名称显示
10.  
     
11.  
    port_label('input',1,'DataInput1');
12.  
     
13.  
     
14.  
     
15.  
    %输出端口名称显示
16.  
     
17.  
    port_label('output',1,'DataOutput1');

Parameters & Dialog 界面

设置和绑定参数控件

Initialization页面

可以添加参数初始化命令

Documentation 页面

可以添加模型说明

最后将模块的名称 S-Function更改；

效果如下：

• 将S-Function添加到simulink库中

将 模型复制和保存为Library 文件

设置路径

打开Simulink Library Browser库文件

右键选中 Refresh Library Browser 刷新界面然后就可以出来封装的模型。

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