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2011-10-23 12:47:01
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Simulink模块制作过程大体可以分为两步：S函数的编写和模块封装。 S函数（system function）是模块的核心，是完成功能实现的关键。S函数的编写可以使用多种程序语言，其中M语言是最常用的，同时也是最简单的。在运用M语言进行S函数编写的时候，可以调用MATLAB提供的函数，简化了开发过程。但是如果要与其他进程通讯或驱动外部硬件接口，则要调用API函数，这样就需要用C语言来开发S函数。较M语言的开发，C语言开发S函数更具有灵活性，但是相对复杂一些。 下面讲解C语言S函数的开发方法： C语言写S函数，顾名思义，运用C语言语法，依照S函数格式要求，最后在MATLAB中MEX命令编译，编译成功既得函数。 S函数格式可简单看成：初始化、采样时间设定、系统输出、结束四个部分。对应的函数分别为mdlInitializeSizes()、mdlInitializeSampleTimes()、mdlOutputs()、mdlTerminate()。这四个函数是一个S函数必不可少的，缺少任何一个在编译的时候都无法通过，输出信息会提示哪个函数没有写。 一个最基本的C语言S函数模版如下： #define S_FUNCTION_NAME name #define S_FUNCTION_LEVEL 2 #include “simstruc.h” Static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S){} Static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S){} Static void mdlOutputs(SimStruct *S,int_T tid){} Static void mdlTerminate(SimStruct *S){} #ifdef MATLAB_MEX_FILE #include “Simulink.c” #else #include “cg_sfun.h” #endif S函数的运行依托于Simulink，Simulink的运行是采用循环方式，计算各采样时间点的系统状态得到的，由此可理解S函数，在初始化之后，S函数也通过循环完成输出状态计算。
结合上述格式，首先自定义S函数名称，然后定义S函数级别，这里写2，1级是老版本Simulink使用的，现已经不是用，之所以保留1级是为了兼容原有的老程序，现在写的S函数都是2级的。接下来将需要的头文件包含进来，这里必须包含simstruc.h文件，这里的SimStruc是Simulink提供的数据结构，S函数中的输入输出等信息都包含在这个结构体中，同时，在编写S函数的时候也要把使用到的C语言库中的头文件包含进来，所有的C语言库文件在这里都可以使用。接下来即可按照格式顺序编写代码。最后要注意，如果用于仿真则添加Simulink.c文件，如果用于RTW代码生成，则添加cg_sfun.h头文件。这里的RTW代码生成是指非内嵌的S函数，如果要做一个内嵌的S函数则需要在S函数中添加mdlRTW()函数，并额外编写TLC文件。其中，TLC文件用于优化的C代码生成，mdlRTW()函数则把模块参数传递到生成的代码当中。具体TLC文件的编写方法这里不再赘述。 除了上述必需的函数外，系统提供了其他可选用的函数，功能各异，例如mdlStart()等。 只要理解了Simulink运行方式就可以理解文件的开发过程了，其中，系统函数和特定的变量类型都可以在SimStruct数据结构中找到。至此，基本的S函数都可以编写了。 在编写结束后，将S函数源文件存储在MATLAB路径下，打开MATLAB命令行窗口，选择当前路径为存储路径，运用MEX命令编译C源文件，如果成功则在当前路径下生成一个后缀名为mexw32的文件（后缀名随系统环境不同而不同，32指32位系统，如果是64位系统则不同），如果使用的是MATLAB早期版本，则生成的文件后缀名为dll，即动态链接库。两者等价，这里可以用dll来理解mexw32文件的作用。 当S函数编译写好之后，还不能在Simulink中直接调用，因为缺少一个可视化的模块。这时候打开Simulink，在用户自定义模块库中找到名称为S_function的模块，并将它拖拽到模型文件中。可以把它看成一个S函数的通用的容器，下面介绍如何把编写好的S函数放入这个容器，即模块封装。 下面讲解S函数的模块封装方法： 右键点击S函数模块，选择MASK选项，弹出封装编辑框，在这里有四个栏，分别为图标、参数、初始化、文档。其中参数最为重要。图标即模块上显示的图形，可以编辑自己需要的文字，也可以用图片包装模块。初始化可以对模块参数进行默认设置，文档中可以编写模块说明和帮助链接。而最重要的参数栏中，要把模块对应的S函数的参数列出来，每一个参数有三种形式：编辑、下拉框、复选框。如果是下拉框形式，要编辑对应的选项。如果S函数需要响应不同操作，可以对每一个参数选择编写对应的回调函数。值得一提的是，可以用set_param()函数直接对封装模块进行操作，可以实现更加灵活的封装。 封装编辑好后，右键点击S函数模块选择LOOK UNDER MASK选项，在弹出的对话框中，首先填写原文件，把编译过的文件（mexw32）放置在当前目录下，在对话框中正确填写文件名（不写后缀），然后再把封装时定义的参数变量按顺序写在参数框中，每个参数用逗号隔开，注意变量名必须与封装填写的名称一致，且数目相同。最有一个框不用填写。点击OK。则完成了对S函数的模块封装。 完成上述两个步骤之后，即完成了自定义的Simulink驱动模块，这时要做的工作是对该模块经行测试。若测试通过，可以将该模块添加进Simulink模块库，和Simulink提供的模块并没有任何的区别，方便以后工作中的重复利用。若测试未通过，则返回S函数编写工作中，重新编写S函数，重复上述步骤。由于封装只是一个将S函数图形化的过程，当测试出现问题的时候，可以确定是S函数的工作出现了问题，而不是因为封装引发的。 由于水平有限，这里讲解不那么易于理解，可以在学习过程中，参照现有程序和MATLAB帮助文档，从自己动手编写简单的S函数入手，一旦完成一次，以后就很好理解了。 |
