MATLAB中S函数编辑流程及相关

matlab中s函数模板在Matlab中，s函数是一种用于执行数学运算和计算的函数模板，它提供了一种方便快捷的方式来实现各种数学运算和算法。

通过使用s函数模板，您可以轻松地编写自己的自定义函数，并将其集成到Matlab应用程序中。

本文将介绍Matlab中s函数模板的使用方法、示例和注意事项。

一、s函数模板概述Matlab中的s函数模板提供了一种灵活的编程方式，可以方便地实现各种数学运算和算法。

它基于Simulink的s-functionblock，允许您使用Matlab代码编写自定义函数，并将其嵌入到Simulink模型中。

s函数模板支持多种数据类型和运算符，包括矩阵运算、向量运算、三角函数、指数和对数等。

二、使用s函数模板要使用s函数模板，您需要按照以下步骤进行操作：1.编写Matlab代码实现所需的数学运算和算法。

确保代码具有可读性和可维护性，以便于后续的维护和扩展。

2.将Matlab代码保存为.m文件。

确保文件名以s开头，以表示它是s函数的模板。

3.在Simulink模型中添加s-functionblock，并指定要使用的s函数模板文件名。

4.根据需要配置s-functionblock的其他参数，如输入输出端口、数据类型等。

5.运行Simulink模型，即可使用s函数模板执行数学运算和计算。

三、示例以下是一个简单的示例，展示如何使用s函数模板实现矩阵求逆运算：1.编写Matlab代码实现矩阵求逆运算：```matlabfunctiony=inv_matrix(A)%矩阵求逆函数模板%输入：矩阵A（m*n）%输出：矩阵的逆（m*n）[m,n]=size(A);y=eye(m)-A*A';end```2.将上述代码保存为s函数模板文件inv_matrix.m。

3.在Simulink模型中添加s-functionblock，并指定inv_matrix.m为s函数模板文件名。

4.根据需要配置s-functionblock的其他参数，如输入输出端口、数据类型等。

S函数编辑流程及相关1. S函数模板编辑环境进入：在MA TLAB主界面中直接输入：edit sfuntmpl即可弹出S函数模板编辑的M文件环境，修改即可。

在MA TLAB主界面中直接输入：sfundemos，即可调出S函数的许多编程例子。

2. S函数模板的相关基础：1)M文件S函数的引导语句为：txfpusysFunction[pxstrtsflag,,12,...),,,0,],(,S函数默认的四个输入参数：t ,x ,u ,flagS函数默认的四个输出函数：sys ,x0 ,str ,ts各个参数的含义如下：T ：代表当前的仿真时间，该输入决定了下一个采样时间；X ：表示状态向量，行向量，引用格式：X(1),X(2)U ：表示输入向量;Flag ：控制在每一个仿真阶段调用哪一个子函数的参数，由SIMULINK在调用时自动取值；Sys ：通用的返回变量，返回的数值决定Flag值，mdlUpdates 里：列向量，引用格式：Sys(1,1),Sys(2,1)；mdlOutputs里：行向量，引用格式：Sys =x.X0 ：初始的状态值；列向量，引用格式：X0=[ 0；0；0 ]Str ：空矩阵，无具体含义；Ts ：包含模块采样时间和偏差的矩阵。

[period, offset]当Ts为-1时，表示与输入信号同采样周期。

2)S函数工作方式：Flag = 0时，调用mdlInitializeSizes函数，定义S函数的基本特性，包括采样时间，连续或者离散状态的初始条件和Sizes 数组；Flag = 1时，调用mdlDerivatives函数，计算连续状态变量的微分方程；求所给表达式的等号左边状态变量的积分值的过程。

Flag = 2时，调用mdlUpdate函数，用于更新离散状态，采样时间和主时间步的要求；Flag = 3时，调用mdlOutputs函数，计算S函数的输出；Flag = 4时，调用mdlGetTimeOfNextV arHit函数，计算下一个采样点的绝对时间，这个方法仅仅是使用户在mdlInitializeSize 里说明一个可变的离散采样时间；Flag = 9时，调用mdlTerminate函数，实现仿真任务的结束。

matlab中s函数模板-回复MATLAB中的s函数模板是一种用于编写自定义模块的工具，它允许用户以自己的方式定义系统的动态行为。

本文将详细介绍s函数模板的具体操作步骤和相关注意事项。

首先，为了能够使用s函数模板，我们需要在MATLAB工作区创建一个新的模型或打开一个已有的模型。

然后，我们可以按照以下步骤进行s函数模板的编写。

第一步，创建s函数模板文件。

在MATLAB的命令窗口中输入以下命令：sfunctionname这将会创建一个名为"sfunctionname.m"的文件，其中"sfunctionname"是我们给s函数模板命名的名称。

第二步，打开s函数模板文件，并编辑其内容。

在"function"关键字下方的行中，可以定义输入输出参数以及任何需要的局部变量。

例如，以下是一个基本的s函数模板：function [sys,x0,str,ts] = sfunctionname(t,x,u,flag)switch flagcase 0 初始化模型[sys,x0,str,ts] = mdlInitializeSizes; 调用模型初始化函数case 1 计算模型状态方程sys = mdlDerivatives(t,x,u);case 2 计算模型输出方程sys = mdlOutputs(t,x,u);case 3 处理模型状态信息sys = mdlUpdate(t,x,u);case 4 处理模型输出信息sys = mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);case 9 处理模型示意图sys = mdlTerminate(t,x,u);otherwiseerror(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);endend在上述代码中，我们定义了四个输入参数t、x、u和flag，以及四个输出参数sys、x0、str和ts。

s函数是system Function的简称，用它来写自己的simulink模块。

（够简单吧，^_^，详细的概念介绍大伙看帮助吧）可以用matlab、C、C++、Fortran、Ada等语言来写，这儿我只介绍怎样用matlab语言来写吧（主要是它比较简单）先讲讲为什么要用s函数，我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源，而不仅仅局限于simulink提供的模块，而用c 或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作，还可以操作windows API等的先介绍一下simulink的仿真过程（以便理解s函数），simulink的仿真有两个阶段：1.初始化：这个阶段主要是设置一些参数，像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等；2.运行阶段：这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等。

这个阶段需要反复运行，直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板)，我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的：function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag) 先讲输入与输出变量的含义：t是采样时间，x是状态变量，u是输入（是做成simulink模块的输入）,flag是仿真过程中的状态标志（以它来判断当前是初始化还是运行等）；sys输出根据flag的不同而不同（下面将结合flag来讲sys的含义），x0是状态变量的初始值，str是保留参数（mathworks公司还没想好该怎么用它，嘻嘻，一般在初始化中将它置空就可以了,str=[])，ts是一个1×2的向量，ts(1)是采样周期，ts(2)是偏移量。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构：switch flag, %判断flag，看当前处于哪个状态case 0, [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态，此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化，此函数在sfuntmpl.m的149行我们找到他，在初始化状态下，sys是一个结构体，用它来设置模块的一些参数，各个参数详细说明如下：size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通（直接贯通我的理解是输入能%直接控制输出）sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数，至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子，考虑如下模型：dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述：dx/dt=A*x+B*u x(k+1)=fd(t,x,u)也可以用离散状态方程描述：x(k+1)=H*x(k)+G*u(k) y=fo(t,x,u)也可以用输出状态方程描述：y=C*x+D*u设上述模型连续状态变量、离散状态变量、输入变量、输出变量均为1个，我们就只需改上面那一段代码为：（一般连续状态与离散状态不会一块用，我这儿是为了方便说明）sizes.NumContStates=1;sizes.NumDiscStates=1;sizes.NumOutputs=1;sizes.NumInp u ts=1; 其他的可以不变。

函数是system Function的简称，用它来写自己的simulink模块。

（够简单吧，^_^，详细的概念介绍大伙看帮助吧）可以用matlab、C、C++、Fortran、Ada等语言来写，这儿我只介绍怎样用matlab 语言来写吧（主要是它比较简单）。

先讲讲为什么要用s函数，我觉得用s函数可以利用matlab的丰富资源，而不仅仅局限于simulink 提供的模块，而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作，还可以操作windows API 等的。

先介绍一下simulink的仿真过程（以便理解s函数），simulink的仿真有两个阶段：一个为初始化，这个阶段主要是设置一些参数，像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等；第二个阶段就是运行阶段，这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等，这个阶段需要反复运行，直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板)，我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的：function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag) .先讲输入与输出变量的含义：t是采样时间，x是状态变量，u是输入（是做成simulink模块的输入）,flag 是仿真过程中的状态标志（以它来判断当前是初始化还是运行等）；sys输出根据flag的不同而不同（下面将结合flag来讲sys的含义），x0是状态变量的初始值，str是保留参数（mathworks公司还没想好该怎么用它，嘻嘻，一般在初始化中将它置空就可以了,str=[])，ts是一个1×2的向量，ts(1)是采样周期，ts(2)是偏移量。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构：switch flag, %判断flag，看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态，此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化，此函数在sfuntmpl.m 的149行，我们找到他，在初始化状态下，sys是一个结构体，用它来设置模块的一些参数，各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通（直接贯通我的理解是输入能%直接控制输出）sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数，至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子，考虑如下模型：dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述：dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述：x(k+1)=H*x(k)+G*u(k)y=fo(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述：y=C*x+D*u设上述模型连续状态变量、离散状态变量、输入变量、输出变量均为1个，我们就只需改上面那一段代码为：（一般连续状态与离散状态不会一块用，我这儿是为了方便说明）sizes.NumContStates=1;sizes.NumDiscStates=1;sizes.NumOutputs=1;sizes.NumInputs=1;其他的可以不变。

matlab中s函数模板-回复题目：“MATLAB中S函数模板”的详细解析与实例说明摘要：本文将详细讨论MATLAB中的S函数模板，作为MATLAB中的一种编程扩展工具，S函数模板为用户提供了自定义函数的机会，使用户能够在模型仿真中添加自定义算法和功能。

本文将逐步回答“MATLAB中S 函数模板”的原理、结构和应用。

1. 引言在MATLAB中执行模型仿真时，有时需要自定义函数来实现特定的功能或算法。

S函数模板是MATLAB中提供给用户自定义函数的一种工具。

S 函数模板可以在模型中添加自定义的MATLAB代码，以便处理输入信号并生成输出信号。

本文将介绍S函数模板的结构、编写方法和常见应用示例，以帮助读者理解和使用S函数模板。

2. S函数模板的原理S函数模板允许用户将自定义的MATLAB代码嵌入到Simulink模型中，以便处理模型的输入输出信号。

在模拟运行时，S函数模板中的代码会被实时调用，并可以访问和修改模型的输入和输出数据。

S函数模板基于C语言编写，并通过MATLAB Coder将其编译为可执行的MEX文件。

这意味着S函数在性能上与原生的C代码相当，但同时又能利用MATLAB的丰富算法库和功能。

3. S函数模板的结构S函数模板包含了一些预定义的函数和变量，用于处理输入信号和生成输出信号。

下面是一个典型的S函数模板的结构：matlabfunction [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] =mySFunction(t,x,u,flag)#codegenswitch flagcase 0 初始化[sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = mdlInitializeSizes();case 1 计算持续状态sys = mdlOutputs(t,x,u);case 2 计算离散状态sys = mdlUpdate(t,x,u);case 3 执行后处理sys = mdlTerminate(t,x,u);case { 9, 'getChecksums' } 忽略sys = [];otherwiseerror(['unhandled flag = ',num2str(flag)]);endendfunction [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = mdlInitializeSizes() sizes = simsizes;sizes.NumContStates = 0;sizes.NumDiscStates = 0;sizes.NumOutputs = 1;sizes.NumInputs = 1;sizes.DirFeedthrough = 0;sizes.NumSampleTimes = 1;sys = simsizes(sizes);x0 = [];str = [];ts = [0 0];simStateCompliance = 'UnknownSimState';endfunction sys = mdlOutputs(t,x,u)sys = u;endfunction sys = mdlUpdate(t,x,u)sys = [];endfunction sys = mdlTerminate(t,x,u)sys = [];end上述的S函数模板包含了四个主要的函数：`mdlInitializeSizes`、`mdlOutputs`、`mdlUpdate`和`mdlTerminate`。

s函数s函数是system Function的简称，用它来写自己的simulink模块。

可以用matlab、C、C++、Fortran、Ada等语言来写，这儿只介绍怎样用matlab语言来写吧（主要是它比较简单）先讲讲为什么要用s函数，用s函数可以利用matlab的丰富资源，而不仅仅局限于simulink提供的模块，而用c或c++等语言写的s函数还可以实现对硬件端口的操作，还可以操作windows API等的先介绍一下simulink的仿真过程（以便理解s函数），simulink的仿真有两个阶段：第一个为初始化，这个阶段主要是设置一些参数，像系统的输入输出个数、状态初值、采样时间等；第二个阶段就是运行阶段，这个阶段里要进行计算输出、更新离散状态、计算连续状态等等，这个阶段需要反复运行，直至结束。

在matlab的workspace里打edit sfuntmpl(这是matlab自己提供的s函数模板)，我们看它来具体分析s函数的结构。

它的第一行是这样的：function [sys,x0,str,ts]=sfuntmpl(t,x,u,flag)先讲输入与输出变量的含义：t是采样时间，x是状态变量，u是输入（是做成simulink模块的输入）,flag是仿真过程中的状态标志（以它来判断当前是初始化还是运行等）；sys输出根据flag的不同而不同（下面将结合flag来讲sys 的含义），x0是状态变量的初始值，str是保留参数（mathworks公司还没想好该怎么用它，嘻嘻，一般在初始化中将它置空就可以了,str=[])，ts是一个1×2的向量，ts(1)是采样周期，ts(2)是偏移量。

下面结合sfuntmpl.m中的代码来讲具体的结构：switch flag, %判断flag，看当前处于哪个状态case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;flag=0表示处于初始化状态，此时用函数mdlInitializeSizes进行初始化，此函数在sfuntmpl.m的149行我们找到他，在初始化状态下，sys是一个结构体，用它来设置模块的一些参数，各个参数详细说明如下size = simsizes;%用于设置模块参数的结构体用simsizes来生成sizes.NumContStates = 0;%模块连续状态变量的个数sizes.NumDiscStates = 0;%模块离散状态变量的个数sizes.NumOutputs = 0;%模块输出变量的个数sizes.NumInputs = 0;%模块输入变量的个数sizes.DirFeedthrough = 1;%模块是否存在直接贯通（直接贯通我的理解是输入能直接控制输出）sizes.NumSampleTimes = 1;%模块的采样时间个数，至少是一个sys = simsizes(sizes); %设置完后赋给sys输出举个例子，考虑如下模型：dx/dt=fc(t,x,u) 也可以用连续状态方程描述：dx/dt=A*x+B*ux(k+1)=fd(t,x,u) 也可以用离散状态方程描述：x(k+1)=H*x(k)+G*u(k) y=fo(t,x,u) 也可以用输出状态方程描述：y=C*x+D*u设上述模型连续状态变量、离散状态变量、输入变量、输出变量均为1个，我们就只需改上面那一段代码为：（一般连续状态与离散状态不会一块用，这儿是为了方便说明）sizes.NumContStates=1;sizes.NumDiscStates=1;sizes.NumOutputs=1;sizes. NumInputs=1;其他的可以不变。

S函数的简介及编写摘自恒润科技S-function的编写1. S函数模板编辑环境进入:在MATLAB主界面中直接输入:edit sfuntmpl即可弹出S函数模板编辑的M文件环境,修改即可。

在MATLAB主界面中直接输入:sfundemos,即可调出S 函数的许多编程例子。

2. S函数模板的相关基础:1)M文件S函数的引导语句为:xtflagfuFunction[psysxstrtsp,,12,...),,,0,],(,S函数默认的四个输入参数:t ,x ,u ,flagS函数默认的四个输出函数:sys ,x0 ,str ,ts各个参数的含义如下:T :代表当前的仿真时间,该输入决定了下一个采样时间;X :表示状态向量,行向量,引用格式:X(1),X(2)U :表示输入向量;Flag :控制在每一个仿真阶段调用哪一个子函数的参数,由SIMULINK在调用时自动取值;Sys :通用的返回变量,返回的数值决定Flag值,mdlUpdates里:列向量,引用格式:Sys(1,1),Sys(2,1);mdlOutputs里:行向量,引用格式:Sys =x、X0 :初始的状态值;列向量,引用格式:X0=[ 0;0;0 ]Str :空矩阵,无具体含义;Ts :包含模块采样时间与偏差的矩阵。

[period, offset]当Ts为-1时,表示与输入信号同采样周期。

2)S函数工作方式:Flag = 0时,调用mdlInitializeSizes函数,定义S函数的基本特性,包括采样时间,连续或者离散状态的初始条件与Sizes数组;Flag = 1时,调用mdlDerivatives函数,计算连续状态变量的微分方程;求所给表达式的等号左边状态变量的积分值的过程。

Flag = 2时,调用mdlUpdate函数,用于更新离散状态,采样时间与主时间步的要求;Flag = 3时,调用mdlOutputs函数,计算S函数的输出;Flag = 4时,调用mdlGetTimeOfNextVarHit函数,计算下一个采样点的绝对时间,这个方法仅仅就是使用户在mdlInitializeSize 里说明一个可变的离散采样时间;Flag = 9时,调用mdlTerminate函数,实现仿真任务的结束。

matlab的sfunction执行流程MATLAB的S-Function（System Function）是一种用于扩展Simulink模型功能的强大工具。

S-Function允许用户以C、C++或MATLAB语言编写自定义的动态系统。

以下是S-Function的基本执行流程：1.初始化（Initialization）：•当Simulink模型开始仿真时，S-Function的初始化函数（如mdlInitializeSizes）首先被调用。

在这个阶段，S-Function定义了它的输入和输出数量、离散状态的数量、采样时间等。

•如果S-Function使用工作向量（work vector），它也会在这个阶段被分配。

2.计算采样时间（Compute Sample Times）：•在初始化之后，Simulink会调用S-Function的mdlGetSampleTimes 函数来确定其采样时间。

这对于确定何时调用S-Function的其他函数至关重要。

3.开始仿真（Start of Simulation）：•在仿真开始时，可以调用一个可选的S-Function函数（如mdlStart），用于执行任何需要在仿真开始时执行的初始化或预计算。

4.仿真循环（Simulation Loop）：•在仿真的每个采样点，S-Function的主要功能函数（如mdlOutputs，mdlUpdate，mdlDerivatives）被调用。

▪mdlOutputs：计算S-Function的输出。

▪mdlUpdate：更新S-Function的离散状态。

▪mdlDerivatives：计算S-Function的连续状态导数（对于连续时间系统）。

•根据S-Function的类型（连续、离散或混合）和配置，这些函数可能会被以不同的方式调用。

5.结束仿真（End of Simulation）：•在仿真结束时，可以调用一个可选的S-Function函数（如mdlTerminate），用于执行任何需要在仿真结束时执行的清理操作。