S-function入门及案例详解（2）——S-function基本案例介绍

一、案例1——对波形的幅值进行放大 1.1 案例分析

设置波形幅值放大器，对输入波形进行3倍放大，即y=3*u。

1.2 案例详解

步骤1.可以修改sfuntmpl函数的名称（这里修改为fuzhi）

function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = fuzhi(t,x,u,flag)

步骤2.进行初始化 一个输出，一个输入，输入与输出为直通， 因此，将相应属性设置为1：

sizes.NumContStates  = 0;
sizes.NumDiscStates  = 0;
sizes.NumOutputs     = 1;
sizes.NumInputs      = 1;
sizes.DirFeedthrough = 1;
sizes.NumSampleTimes = 1; 

步骤3.修改mdlOutputs函数相关代码

function sys=mdlOutputs(t,x,u)

sys = 3*u;

步骤4.新建一个simunk文件，将s-function的参数改为如下形式 步骤5.搭建simulink

1.3 输出波形

可以发现，输出波形为输入的3倍，成功~

二、案例2——对波形的幅值进行放大拓展 2.1 案例分析

设置波形幅值放大器，对输入波形进行放大，输出y=gain*x。

2.2 案例详解

步骤1.可以修改sfuntmpl函数的名称（这里修改为fuzhi），并在括号内增加输入参数

function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = fuzhi(t,x,u,flag,gain)

步骤2.在case3和mdlOutputs中均加入gain参数，并修改mdlOutputs函数

  case 3,
    sys=mdlOutputs(t,x,u,gain);

及

function sys=mdlOutputs(t,x,u,gain)
	sys = gain*u;

步骤3.进行初始化 一个输出，一个输入，输入与输出为直通， 因此，将相应属性设置为1：

sizes.NumContStates  = 0;
sizes.NumDiscStates  = 0;
sizes.NumOutputs     = 1;
sizes.NumInputs      = 1;
sizes.DirFeedthrough = 1;
sizes.NumSampleTimes = 1; 

步骤4.新建一个simunk文件，将s-function的参数改为如下形式 【这里设置为gain=4】

步骤5.搭建simulink （同上）

2.3 输出波形

可以发现，输出波形为输入的4倍，成功~

三、案例3——对波形的幅值进行放大拓展之要求初始值可以在参数对话框中设置 3.1 案例分析

设置波形幅值放大器，对输入波形进行放大，要求由用户指定倍数，即用户指定gain，输出y=gain*x，要求初始值可以在参数对话框中设置。

3.2 案例详解

步骤1-3同上

步骤4.新建一个simunk文件，将s-function的参数改为如下形式 右击“s-function”——>点击“Mask”——>选择“Create Mask” 选择“Parameters & Dialog”——>选择“Edit”。 “Prompt”为提示，这里输入GAIN；“Name”为参数，要与输入参数一致，这里为gain；

步骤5.右击“Block Parameters”，打开 将s-function的参数改为如下形式：

步骤6.搭建simulink （同上）

步骤7.双击s-function，设置gain 这里设置为gain=6

3.3 输出波形

可以发现，输出波形为输入的6倍，成功~

四、案例4——对离散输入进行延时 4.1 案例分析

设置一个延时模块，对离散输入进行延时输出。 x(n+1)=u(n)；y(n)=x(n)；

4.2 案例详解

步骤1.可以修改sfuntmpl函数的名称（这里修改为fuzhi）

function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = fuzhi(t,x,u,flag)

步骤2.进行初始化 离散状态，一个输出，一个输入， 因此，将相应属性设置为1：

sizes.NumContStates  = 0;
sizes.NumDiscStates  = 1;
sizes.NumOutputs     = 1;
sizes.NumInputs      = 1;
sizes.DirFeedthrough = 0;
sizes.NumSampleTimes = 1; 

设置初始值：

x0  = 2;

设置采样时间：【0.5s采样一次】

ts=[0.5 0];

步骤3.修改mdlUpdate函数和mdlOutputs函数

mdlUpdate函数为下一个状态函数，这里修改为：

function sys=mdlUpdate(t,x,u)

sys = u;

mdlOutputs函数为输出函数，这里修改为：

function sys=mdlOutputs(t,x,u)

sys = x;

步骤4.搭建simulink

4.3 输出波形

上图表示将输入信号延迟后的采样结果，蓝色表示原始阶跃输入，黄色表示延时输入（初始状态为2，0.5s采样一次，延迟时间为1s）。

五、案例5——对输入进行积分 5.1 案例分析

设置一个求导，对输入进行积分输出。 dx=u；y=x；

5.2 案例详解

步骤1.可以修改sfuntmpl函数的名称（这里修改为fuzhi）

function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = fuzhi(t,x,u,flag)

步骤2.进行初始化 连续状态，一个输出，一个输入， 因此，将相应属性设置为1：

sizes.NumContStates  = 1;
sizes.NumDiscStates  = 0;
sizes.NumOutputs     = 1;
sizes.NumInputs      = 1;
sizes.DirFeedthrough = 1;
sizes.NumSampleTimes = 1; 

设置初始值：

x0  = 0;

设置采样时间：【连续系统无法设置采样时间，因此这里为[0 0]】

ts=[0 0];

步骤3.修改mdlDerivatives函数和mdlOutputs函数

mdlDerivatives函数为求导，这里修改为：

function sys=mdlDerivatives(t,x,u)

sys = u;

mdlOutputs函数为输出函数，这里修改为：

function sys=mdlOutputs(t,x,u)

sys = x;

步骤4.搭建simulink

5.3 输出波形

蓝色表示原始常数输入，黄色表示进行积分操作。

ok，以上便是全部内容了，如果对你有所帮助，记得点个赞哟~

下一篇文章：S-function入门及案例详解（3）——S-function进阶案例