Simulink建模仿真12/9/2025目錄ContentSimulink概述01Simulink工作環(huán)境02Simulink模型的仿真運(yùn)行03子系統(tǒng)創(chuàng)建與封裝04S-函數(shù)簡介05Simulink概述SimulinkOverview01Simulink界面與操作展示Simulink的主界面布局說明常用模塊庫的功能演示如何創(chuàng)建新模型Simulink工作環(huán)境SimulinkWorkingEnvironment02Simulink內(nèi)置模塊庫包含通用模塊庫（Simulink）和若干專業(yè)模塊庫，如通信系統(tǒng)工具箱、計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)工具箱、控制系統(tǒng)工具箱、數(shù)字信號處理工具箱和模糊邏輯工具箱等。介紹常用模塊的功能與參數(shù)設(shè)置演示模塊的連接與配置分析模塊的輸入輸出特性7.增加模塊陰影為模塊增加陰影可以右擊所要編輯模塊，從彈出菜單中選擇{Format}|{Shadow}命令。增加陰影后顯示的結(jié)果如圖5-8所示。5.2.5模型說明在一個(gè)模型中添加文本形式的模型說明，說明該模型的功能和使用方法，可以讓模型更加易懂。1.模型說明的添加方法在模型窗口中的任何空白處雙擊，在出現(xiàn)的文本框中輸入需要添加的模型說明內(nèi)容，輸入完成后在此框外任何空白處單擊一下即可。2.修改模型說明字體單擊模型說明，使模型說明處于被選狀態(tài)。在模型說明文本編輯框內(nèi)用鼠標(biāo)右擊引出快捷菜單，選擇{Format}|{FontStyleforSelection}命令。在出現(xiàn)的對話框中進(jìn)行適當(dāng)設(shè)置之后，單擊{ok}按鈕。圖5-10所示就是模型mdl12中左上角空白處添加了一個(gè)中文說明“這是模型12號”。5.2.6模型打印有時(shí)候需要將模型輸出打印出來以便檢查，打印方法主要有三種：菜單打印、粘貼到文檔和使用MATLAB中的打印命令。1.菜單打印選擇{File}|{Print}|{PageSetup}命令，在彈出的對話框中可設(shè)置各種打印屬性，設(shè)置好以后單擊{確定}按鈕。選擇{File}|{Print}命令，在彈出的對話框中單擊{OK}2.嵌入文檔中打印在模型窗口中選擇{Edit}|{CopyCurrentViewToClipboard}命令，這樣模型就被復(fù)制到剪貼板中，然后粘貼到文檔中（如word）就可以了。抓圖的方法，使用鍵盤[PrintScreenSysRq]鍵，然后粘貼到圖形處理程序中，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，或用其他抓圖軟件處理也可以，然后打印。3.使用MATLAB的print命令使用print命令可以將圖形輸出到打印機(jī)、剪貼板或其他文檔中。Simulink不僅能夠與MATLAB完美結(jié)合，而且可以調(diào)用MATLAB中的許多工具箱。如在命令行窗口中輸入命令：ver，就會在MATLAB命令行窗口輸出MATLAB/Simulink所包含的所有工具箱。Simulink模型的仿真運(yùn)行SimulationOperationofSimulinkModel035.3Simulink模型的仿真運(yùn)行用Simulink模型仿真的基本步驟（1）根據(jù)具體的仿真問題，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)仿真模型。（2）打開一個(gè)空白模型編輯窗口，其初始的文件名為untitled，用戶可修改。（3）拖放或復(fù)制所需模塊到空白模型中。（4）設(shè)置各個(gè)模塊參數(shù)。（5）用連線對各個(gè)模塊進(jìn)行連接。（6）設(shè)置仿真模型的系統(tǒng)參數(shù)。（7）運(yùn)行仿真。（8）查看仿真結(jié)果。（9）保存文件后退出。Simulink允許在仿真過程中修改其模型參數(shù)，但以下這些情況是例外：（1）采樣周期、模型的過零個(gè)數(shù)、模塊中的參數(shù)維數(shù)、模型的狀態(tài)、模型的輸入輸出個(gè)數(shù)、內(nèi)部模塊工作向量的維數(shù)等不能在仿真運(yùn)行過程中修改。（2）不能在模型的仿真運(yùn)行過程中增加或刪除模塊、增加或刪除信號線。如果必須進(jìn)行這類修改，必須停止模型仿真，修改完成后再進(jìn)行仿真。5.3.1創(chuàng)建一個(gè)簡單模型

【例5-1】計(jì)算機(jī)仿真的核心是數(shù)值積分，所以首先以積分一個(gè)簡單信號作為仿真建模的起點(diǎn)。仿真結(jié)構(gòu)將包括一個(gè)輸入(在Simulink中稱為Source)，兩個(gè)積分器，一個(gè)可以觀看信號隨時(shí)間變化規(guī)律的窗口(Sinks)。啟動Simulink新模型和庫瀏覽器窗口。展開Source庫，找到Step模塊。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該模塊，并一直按住鼠標(biāo)將該模塊拖到空的窗口。當(dāng)將該模塊拖到窗口時(shí)，松開鼠標(biāo)按鈕，在窗口就會出現(xiàn)一個(gè)Step模塊的拷貝。類似地，可以在Continuous庫找到Integrator模塊，并將一個(gè)積分器模塊移到窗口中來。在仿真中需要兩個(gè)積分器，這里僅從庫中拖出來一個(gè)。一旦在Step旁邊有了一個(gè)積分器，只需將鼠標(biāo)移到該積分模塊并按鼠標(biāo)右鍵，在窗口內(nèi)將該模塊拖到右邊，然后松開鼠標(biāo)按鈕，就會看到兩個(gè)積分器。在Simulink里任意一個(gè)模塊處按住鼠標(biāo)右鍵并將模塊拖到一個(gè)新的位置，就可以獲得該模塊的一個(gè)拷貝。從Sinks庫中，找到Scope模塊并將之拖到窗口。用鼠標(biāo)拖著連接線從一個(gè)模塊移到下一個(gè)模塊將二者連接起來，最后，完成模塊結(jié)構(gòu)如圖5-13左所示。雙擊Scope圖標(biāo)并點(diǎn)擊Simulink窗口的運(yùn)行按鈕，幾秒鐘后，仿真結(jié)束并發(fā)出逐漸減弱的嘟嘟聲，顯示窗口如圖5-13右所示。從圖中可以看出：Simulink默認(rèn)的仿真運(yùn)行時(shí)間是0～10s，第二個(gè)積分器的輸出信號是一個(gè)二次增長的信號，但只有1s后才表現(xiàn)出這種特性，Scope模塊默認(rèn)顯示整個(gè)信號。返回模型窗口，打開Step模塊，會看到如圖5-14所示的對話框。Step模塊產(chǎn)生了在輸入到Steptime中的時(shí)刻從Initialvalue初始值階躍變化到Finalvalue終值的信號，改變這些參數(shù)可以在示波器中觀察信號隨時(shí)間的變化波形。打開Integrator模塊，可以看到積分器的缺省初始條件是0，可以修改這2個(gè)積分器的初始條件，觀察波形的變化，對積分初始條件的影響有一個(gè)透徹的理解。Simulink模塊中不同的參數(shù)設(shè)置會影響仿真的運(yùn)行結(jié)果。在仿真窗口點(diǎn)擊Simulink菜單選擇Parameters將會出現(xiàn)如圖5-15的對話框?？梢赃x擇仿真的開始和結(jié)束時(shí)間。除了對那些含有顯式時(shí)間函數(shù)的仿真外，對大多數(shù)物理仿真來說，所用的起始時(shí)刻實(shí)際值和仿真沒有關(guān)系。通常的作法是讓仿真從t＝0s開始，這個(gè)窗口也被用作調(diào)整參數(shù)以便了解Simulink如何進(jìn)行數(shù)值積分，而這一點(diǎn)恰恰是仿真的核心。Simulink缺省采用對經(jīng)典Runge-Kutta法改進(jìn)后的變步長四階／五階顯式Runge-Kutta積分法。該方法在積分過程中調(diào)整積分時(shí)間步長，使得積分誤差低于某個(gè)誤差限，缺省的相對誤差限是1e-3。絕對誤差限由算法在積分過程中自動調(diào)整。如要嚴(yán)格地控制相對誤差限，可在窗口中進(jìn)行相應(yīng)的修改令相對誤差限達(dá)到1e-6或1e-7。類似地，改變最終的運(yùn)行時(shí)間到5s，然后點(diǎn)擊OK按鈕關(guān)閉窗口。如果再運(yùn)行仿真，將顯示仿真時(shí)間5s的相應(yīng)信號。對前面的仿真模型再作進(jìn)一步的修改以顯示Simulink更多的特性。返回到Simulink庫瀏覽器窗口，在Signals&Systems標(biāo)題下找到Mux模塊并將它拖到仿真窗口，刪除最后一個(gè)積分器和Scope模塊的連接線。Mux模塊是一個(gè)多路合成器，該模塊接受多路信號并將它們合并為一路信號，這在許多場合都非常有用，可以通過雙擊鼠標(biāo)利用對話框改變輸入信號的數(shù)量為3路輸入的多路轉(zhuǎn)換器。將仿真模塊重新布置，使Mux模塊位于第二個(gè)積分器和Scope模塊之間，將第二個(gè)積分器和Mux模塊連接作為一路輸入，Mux模塊的輸出和Scope模塊連接。仿真模型如圖5-16所示。將初始條件重新設(shè)置為零，運(yùn)行仿真并在Scope模塊中觀察仿真（圖5-16右）注意到三條線（在屏幕上表現(xiàn)為不同的顏色)表示輸入到Mux模塊的3個(gè)信號。水平線是第一個(gè)輸入，階躍信號在仿真開始1s從0變到1并在整個(gè)仿真過程中保持不變。Mux的第二個(gè)輸入是第一個(gè)積分器的輸出，是經(jīng)過一段時(shí)間后終止于一定值的水平線，是對常量積分的響應(yīng)，第二個(gè)積分器輸出和前面結(jié)果一樣，改變初始條件、時(shí)間步長以及階躍輸入的大小，可以觀察改變這些參數(shù)對仿真結(jié)果的影響。示波器經(jīng)過Layout布局設(shè)置，下面第2個(gè)端口顯示的也是第二個(gè)積分器輸出波形。

ToWorkspace模塊一般將多路信號作為輸入，在MATLAB環(huán)境中生成一個(gè)矩陣。矩陣的每一列代表在給定時(shí)間向量的輸入變量值。變量在矩陣中出現(xiàn)的順序與它們連接到Mux模塊的順序一樣。圖5-20中第二個(gè)積分器的輸出與Mux模塊最下端或第四個(gè)輸入連接。因此，工作環(huán)境矩陣的第四列將是第二個(gè)積分器的輸出。保留默認(rèn)的矩陣名simout，雙擊ToWorkspace模塊，需注意對話框下部的Saveformat，默認(rèn)格式是Structure。這種格式以一種非常緊湊并很完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)。但是，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理比較煩瑣，除非掌握了非常全面扎實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識。對話框中的另外一個(gè)選項(xiàng)Array更為合適。在圖5-21所示的對話框中作此更改并運(yùn)行仿真。現(xiàn)在進(jìn)入MATLAB命令窗口，鍵入列出存儲在工作環(huán)境中的矩陣的命令，whos。>>whosNameSizeBytesClassAttributessimout56x41792doubletout56x1448double

simout矩陣有56行4列，是Simulink模型產(chǎn)生的默認(rèn)矩陣，tout列出了每一個(gè)積分步長的時(shí)間，這一點(diǎn)是非常重要，因?yàn)镾imulink一般采用變時(shí)間步長算法，因此數(shù)據(jù)存儲的實(shí)際時(shí)間預(yù)先不知道。simout由仿真中的ToWorkspace模塊產(chǎn)生。該矩陣是56行4列的矩陣，這與Mux具有四個(gè)輸入變量一致。為了證實(shí)這一事實(shí)，看一下存儲在矩陣中的以下數(shù)據(jù)，最容易的方法是在命令行輸入矩陣的名字。>>simoutsimout=1.00000001.00000.00000.00000.00001.00000.00020.00060.00001.00000.00120.00360.00001.00000.00620.01860.00011.00000.03130.09310.00151.00000.13130.37680.02511.00000.23130.64050.0762

如前所述，第一列數(shù)據(jù)是輸入變量，第二列是第一個(gè)積分器后的信號也即函數(shù)的輸入，是一個(gè)線性增長的斜波函數(shù)，第三列是經(jīng)過函數(shù)后的輸出，第四列是第二個(gè)積分器后即最后的輸出。返回到m文件編輯器打開一個(gè)新的文件，得到一個(gè)單輸入、單輸出函數(shù)以實(shí)現(xiàn)上面給出的多項(xiàng)式函數(shù)。選擇的變量名可以是任意的，MATLAB慣例約定傳遞進(jìn)來的參數(shù)為變量u。實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)的一個(gè)可能的MATLAB程序腳本如下，在命令行輸入繪圖plot命令。>>plot(tout,simout(:,1),':',tout,simout(:,2),'r',tout,simout(:,3),'k-',tout,simout(:,4),'g-')這是plot命令最簡單的形式，在這里畫出simout第一列，第二列，第三列，第四列的所有元素隨tout的變化曲線。由該命令得到結(jié)果如圖5-23所示。圖中為清楚指明曲線使用了Figure中的Insert編輯命令。Sinks模塊庫中還有另一個(gè)輸出到文件（ToFile）模塊將信號輸出到mat文件，其模塊參數(shù)對話框如圖5-24所示。5.3.4仿真結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型窗口中各模塊的參數(shù)在參數(shù)對話框中設(shè)置，參數(shù)的設(shè)置可以用常量也可以用變量，當(dāng)模塊的參數(shù)需要經(jīng)常改變或由函數(shù)得出時(shí)，可以使用變量來設(shè)置模塊的參數(shù)，然后通過MATLAB的工作空間或m文件對變量進(jìn)行修改?！纠?-3】仿真兩個(gè)簡單的電路，一個(gè)RL串聯(lián)電路和RC串聯(lián)電路，輸出分別用ToFile模塊和ToWorkspace模塊顯示。R、L、C的參數(shù)使用變量表示，變量的值存放在“ex.m“文件中，模型命名為R2，模型框圖如圖5-25所示。

2.運(yùn)行前在【File】下先進(jìn)入ModelProperties菜單，再進(jìn)入Callbacks調(diào)用，在InitFcn模型初始化函數(shù)界面輸入這三個(gè)參數(shù)，按照圖5-26，圖5-27輸入模型參數(shù)后運(yùn)行。將ToWorkspace模塊的”Saveformat“設(shè)置為”Array“，其它默認(rèn)。輸入以下命令。>>plot(tout,simout)%RC回路輸出波形將ToFile模塊的“Filename”設(shè)置為“ex5_3.mat”，”Variablename“設(shè)置為y，”Saveformat“設(shè)置為”Array“，仿真運(yùn)行結(jié)束后，仿真數(shù)據(jù)輸出到ex5_3.mat文件。在命令窗口輸入命令查看ex5_3.mat文件。>>loadex5_3,size(y)ans=2695.3.5用命令運(yùn)行Simulink模型1.sim命令啟動模型的仿真可以使用sim函數(shù)來完成，命令格式如下。[t,x,y]=sim('model',timespan,options,ut)%利用輸入?yún)?shù)進(jìn)行仿真【說明】‘model’為模型名，其余參數(shù)可以省略；timespan是仿真時(shí)間區(qū)間，可以使用[t0,tf]設(shè)置仿真起始時(shí)間和終止時(shí)間，如果是標(biāo)量則指終止時(shí)間；options參數(shù)為模型仿真的相關(guān)參數(shù)，包括仿真參數(shù)和求解器的屬性；ut為模型的外部輸入向量；t為仿真時(shí)間列向量，x為狀態(tài)變量構(gòu)成的矩陣，y為輸出信號構(gòu)成的矩陣，每列對應(yīng)一路輸出信號。RL回路輸出響應(yīng)如圖所示?！纠?-3續(xù)】>>[t,x,y]=sim('R2’);

%調(diào)用Simulink模型，運(yùn)行仿真>>loadex5_3,plot(t,y)

分析仿真步長與求解器的選擇說明仿真時(shí)間的設(shè)置方法演示如何配置仿真參數(shù)5.3.6Simulink仿真運(yùn)行參數(shù)設(shè)置利用Simulink窗口進(jìn)行仿真，主要有以下幾個(gè)操作。一、設(shè)置仿真參數(shù)在Simulink模型窗口中選擇{Simulation}|{ModelConfigurationParameters}選項(xiàng)，彈出仿真參數(shù)設(shè)置對話框。圖中左側(cè)列表框中的目錄樹包括Solver、DataImport/Export、Optimization、Diagnostics、HardwareImplementation、ModelReferencing、Real-TimeWorkshop和HDLCoder等8項(xiàng)。右側(cè)是每一項(xiàng)所包含的參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)。仿真參數(shù)設(shè)置好之后，單擊{Apply}按鈕或者單擊{OK}按鈕。1)Solver求解器求解器設(shè)置包括兩個(gè)選項(xiàng)組Simulationtime和Solveroptions，可以設(shè)置仿真的起止時(shí)間、求解器類型、誤差大小等。（1）Simulationtime：仿真起止時(shí)間設(shè)置Starttime：仿真起始時(shí)間，默認(rèn)為0。Stoptime：仿真終止時(shí)間，默認(rèn)為10。（2）Solveroptions：仿真求解器具體設(shè)置Type：此選項(xiàng)包括Variable-step和Fixed-step，分別表示變步長和定步長。Solver：表示求解方法，當(dāng)Type值為Variable-step時(shí)，包括ode45、ode23、ode113、ode15s、ode23s、ode23t和ode23tb，其中前3個(gè)為非剛性求解方法，其余為剛性求解方法。a.離散時(shí)間系統(tǒng)求解器算法離散時(shí)間系統(tǒng)一般都是用差分方程描述的，其輸入與輸出僅在離散的采樣時(shí)刻取值，系統(tǒng)的狀態(tài)每隔一個(gè)采樣周期才更新一次，而Simulink對離散時(shí)間系統(tǒng)仿真的核心，就是對離散時(shí)間系統(tǒng)的差分方程求解。因此，除了有限的數(shù)據(jù)截?cái)嗾`差外，Simulink對離散時(shí)間系統(tǒng)仿真的結(jié)果可以認(rèn)為是沒有誤差的。用戶欲仿真純粹的離散時(shí)間系統(tǒng)，需要選用離散求解器。即在Simulink仿真參數(shù)設(shè)置對話框的求解器選項(xiàng)卡中選擇discrete(nocontinuousstates)選項(xiàng)，便可對離散時(shí)間系統(tǒng)進(jìn)行精確的求解和仿真。b.連續(xù)系統(tǒng)求解器算法連續(xù)系統(tǒng)是用微分方程描述的。使用數(shù)字計(jì)算機(jī)只能求出其數(shù)值解（即近似解），不可能得到系統(tǒng)的精確解。Simulink對連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，實(shí)質(zhì)上是求系統(tǒng)的常微分或者偏微分方程的數(shù)值解。微分方程的近似求解方法有多種，因此Simulink的連續(xù)求解器有多種不同的算法。在具體介紹這些算法之前，必須先了解關(guān)于用微分方程描述的系統(tǒng)的“剛性（stiff）”的概念。所謂剛性（stiff）系統(tǒng)，是指該其系統(tǒng)方程特征值相差很大（有的很大，有的很?。┑南到y(tǒng)，其物理意義就是描述該動態(tài)系統(tǒng)慣性的一組時(shí)間常數(shù)值大小相差懸殊。因此，剛性系統(tǒng)中既包含變化很快的動態(tài)模式（分量），又包含變化很慢的動態(tài)模式。連續(xù)系統(tǒng)求解器算法有以下幾種：1.ode45算法采用Runge-Kutta方法，這是利用Simulink求解微分方程時(shí)最常用的一種方法。它利用有限項(xiàng)的Taylor級數(shù)來近似解函數(shù)，而誤差的來源就是Taylor級數(shù)的截?cái)囗?xiàng)，誤差就是截?cái)嗾`差。這種算法精度適中，一般情況下應(yīng)該首先選它。ode45分別采用4階與5階Taylor級數(shù)計(jì)算每個(gè)積分步長終端的狀態(tài)變量近似值，并把這兩個(gè)階次不同的級數(shù)的近似值相減，用得到的差值作為計(jì)算誤差的判斷標(biāo)準(zhǔn)。如果誤差估計(jì)值大于該系統(tǒng)的設(shè)定值，那么就把該積分步長縮短，然后重新計(jì)算；如果誤差遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的設(shè)定值，那么就將積分步長加大。2.ode23算法這種求解器也采用Runge-Kutta方法，同樣是利用有限項(xiàng)的Taylor級數(shù)來近似解函數(shù)。與ode45不同的是，它分別采用2階與3階Taylor級數(shù)計(jì)算每個(gè)積分步長終端的狀態(tài)變量近似值，并利用這兩個(gè)級數(shù)的值相減，以得到的差值作為計(jì)算誤差的判斷標(biāo)準(zhǔn)。如果誤差估計(jì)值大于這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)定值，那么就把該積分步長縮短，然后重新計(jì)算。如果誤差遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的設(shè)定值，那么就將積分步長加長。為了能夠達(dá)到與ode45同樣的精度，ode23的積分步長總要比ode45取的小。因此，ode23處理“中度剛性”問題的能力優(yōu)于ode45。ode23和ode45都屬于變步長算法。3.ode113算法ode113采用的變階Adams法是一種多步預(yù)報(bào)校正算法。使用ode113的步驟如下：（a）在預(yù)報(bào)階段，用一個(gè)（n-1）階多項(xiàng)式近似導(dǎo)函數(shù)。該預(yù)報(bào)多項(xiàng)式的系數(shù)通過前面(n-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)及其導(dǎo)數(shù)值來確定。（b）用外推方法計(jì)算下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。（c）在校正階段，通過對前面n個(gè)節(jié)點(diǎn)和新的試探節(jié)點(diǎn)運(yùn)用擬合技術(shù)獲得校正多項(xiàng)式。（d）用該校正多項(xiàng)式重算試探解，即獲得校正解。（e）用預(yù)報(bào)解和校正解之間的差值作為誤差，與系統(tǒng)設(shè)定值比較，用來調(diào)整積分步長，調(diào)整方法與ode45和ode23方法類似。4.ode15s算法它是專門用來求解剛性方程的變階多步算法，包含一種對系統(tǒng)動態(tài)轉(zhuǎn)換進(jìn)行檢測的機(jī)理。這種檢測使這一算法對非剛性系統(tǒng)計(jì)算效率低下，尤其是對那種有快速變化模式的系統(tǒng)更是如此。5.ode23s算法它與ode15s一樣都是用來求解剛性方程的，是基于Rosenbrok公式建立起來的定階單步算法。由于計(jì)算階數(shù)不變，所以計(jì)算效率要比ode15s效率高。6.ode23t算法

此法用來求解中度剛性方程。也可以用來求解剛性方程。2)DataExport/Import數(shù)據(jù)輸入輸出單擊ConfigurationParameters對話框左側(cè)目錄中的DataExport/Import選項(xiàng)，對話框如圖5-31。這個(gè)頁面的作用是定義將仿真結(jié)果輸出到工作空間，以及從工作空間得到輸入和初始狀態(tài)。（1）Loadfromworkspace：可以設(shè)置如何從MATLAB工作區(qū)調(diào)入數(shù)據(jù)。勾選相應(yīng)方框表明從工作空間獲得輸入或初始狀態(tài)。若勾選Input，則工作空間提供輸入，且為矩陣形式。輸入矩陣的第一列必須是升序的時(shí)間向量，其余列分別對應(yīng)不同的輸入信號。（2）Savetoworkspaceorfile：可以設(shè)置如何將數(shù)據(jù)保存到MATLAB工作區(qū)。勾選相應(yīng)方框表明保存輸出到MATLAB工作空間。Time和Output為缺省選中的。即一般運(yùn)行一個(gè)仿真模型后，在MATLAB工作空間都會增加兩個(gè)變量tout、yout。變量名可以設(shè)置。（3）Saveoptions：允許設(shè)置保存到工作區(qū)或者從工作區(qū)加載的數(shù)據(jù)長度（Limitdatapointstolast。存儲數(shù)據(jù)到工作空間的格式（Format下拉列表框可選數(shù)組、構(gòu)架數(shù)組、包含時(shí)間數(shù)據(jù)的構(gòu)架數(shù)組）。確定兩相鄰存儲數(shù)據(jù)間隔的點(diǎn)數(shù)即抽樣率（Decimation若為1，則保存所有數(shù)據(jù)；若為2，則隔一個(gè)數(shù)據(jù)保存一次）。（4）Outputoptions：包含（Refineoutput）細(xì)化輸出、（Produceadditionaloutput）產(chǎn)生附加輸出、（Producespecifiedoutputonly）只產(chǎn)生特定輸出。細(xì)化輸出指可以增加輸出數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)，使輸出更加平滑。數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)增加的數(shù)量由（Refinefactor）細(xì)化系數(shù)控制，可在文本框內(nèi)設(shè)置，為2，則在每個(gè)步長中間插入一個(gè)點(diǎn)。3)Diagnostics診斷Diagnostics參數(shù)配置控制面板可以配置適當(dāng)?shù)膮?shù)，如下圖5-32，以便在仿真執(zhí)行過程中遇到異常情況時(shí)診斷出錯(cuò)誤，從而采取相應(yīng)的措施。（1）Solver：當(dāng)Simulink檢測到與求解器相關(guān)的錯(cuò)誤時(shí)，這個(gè)控制組可設(shè)置診斷措施。Algebraicloop：在執(zhí)行模型仿真時(shí)可以檢測出代數(shù)環(huán)。Minimizealgebraicloop：如果需要Simulink消除包含有子系統(tǒng)的代數(shù)環(huán)及這個(gè)子系統(tǒng)的直通輸入端口，就可以設(shè)置此選項(xiàng)來采取相應(yīng)的診斷措施。Blockpriorityviolation：當(dāng)仿真運(yùn)行時(shí)，Simulink檢測模塊優(yōu)先級設(shè)置錯(cuò)誤的選項(xiàng)。Minstepsizeviolation：允許下一個(gè)仿真步長小于模型設(shè)置的最小時(shí)間步長。當(dāng)設(shè)置的模型誤差需要的步長小于設(shè)置的最小步長時(shí)，此選項(xiàng)起作用。Solverdatainconsistency：兼容性檢測是一個(gè)調(diào)試工具，確保滿足Simulink中ODE求解器的若干假設(shè)。（2）SampleTime：當(dāng)Simulink檢測到與模型采樣周期相關(guān)的錯(cuò)誤時(shí)，這個(gè)控制組可以設(shè)置診斷措施。Sourceblockspecifies-1sampletime：設(shè)置源模塊的采樣周期為-1，如SineWave模塊。Multitaskratetransition：在多任務(wù)模式中的兩個(gè)模塊，會出現(xiàn)兩個(gè)模塊間速率的轉(zhuǎn)換。Singletaskratetransition：在單任務(wù)模式中，兩個(gè)模塊間的速率會進(jìn)行轉(zhuǎn)換。Taskswithequalpriority：這個(gè)模型所表示的目標(biāo)中的一個(gè)異步任務(wù)與另外一個(gè)目標(biāo)異步任務(wù)具有同樣的優(yōu)先級。如果目標(biāo)不允許具有同樣優(yōu)先級的任務(wù)相互支配，則必須將選項(xiàng)設(shè)置為error。（3）DataValidity：數(shù)據(jù)有效性診斷。（4）TypeConversion：該選項(xiàng)組用于用戶設(shè)置診斷，以便在模型編譯過程中Simulink檢測到模型中存在數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換問題時(shí)所采取的應(yīng)對措施。（5）Connectivity：這個(gè)選項(xiàng)組用于用戶設(shè)置診斷，以便在模型編譯過程中Simulink檢測到模塊的連接問題時(shí)采取相應(yīng)的措施。（6）Compatibility和ModelReferencing：這兩個(gè)選項(xiàng)組都允許用戶設(shè)置相應(yīng)的診斷措施，以便在模型升級或者模型仿真過程中，檢測到Simulink不同版本之間的不兼容性時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，二者功能類似，只是針對的對象有所不同。5)HardwareImplementation硬件設(shè)置參數(shù)配置控制面板主要針對基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型，如嵌入式控制器。允許設(shè)置這些用來執(zhí)行模型所表示系統(tǒng)的硬件的參數(shù)。能夠使模型仿真中可檢測到目標(biāo)硬件中存在的錯(cuò)誤條件，如硬件的溢出。二、運(yùn)行仿真選擇{Simulation}|{Run}命令運(yùn)行仿真，或者使用[Ctrl+T]快捷鍵，或者單擊工具欄的運(yùn)行(Run)按鈕直接運(yùn)行。模型運(yùn)行時(shí)，命令{Simulation}|{Run}自動變?yōu)閧Simulation}|{Stop}，運(yùn)行按鈕變?yōu)闀和０粹o。三、終止仿真與運(yùn)行仿真操作類似，當(dāng)運(yùn)行完仿真后可選擇{Simulation}|{Stop}命令，或者使用快捷鍵[Ctrl+Shift+T]，或者單擊{Stop}按鈕直接終止仿真。四、暫停仿真與終止仿真操作類似，當(dāng)運(yùn)行仿真后可選擇{Simulation}|{Stop}命令，或者單擊暫停按鈕直接暫停仿真。五、仿真診斷在仿真過程中，如果模型中存在錯(cuò)誤，運(yùn)行會被終止，并彈出仿真診斷對話框，在對話框中顯示錯(cuò)誤信息，錯(cuò)誤信息含義如表5-1。錯(cuò)誤信息信息含義Message信息類型，如錯(cuò)誤模塊，警告，日志Source信息來源，如Simulink,Stateflow,Real-TimeWorkshopReportedby導(dǎo)致出錯(cuò)的元素名，如模塊Summary出錯(cuò)信息摘要子系統(tǒng)創(chuàng)建與封裝SubsystemCreationandEncapsulation045.4子系統(tǒng)創(chuàng)建與封裝在建立的Simulink系統(tǒng)模型比較大或很復(fù)雜時(shí)，可將一些模塊組合成子系統(tǒng)，這樣可使模型得到簡化，便于連線；可提高效率，便于調(diào)試；可生成層次化的模型圖表，用戶可采取自上而下或自下而上的設(shè)計(jì)方法。將一個(gè)創(chuàng)建好的子系統(tǒng)進(jìn)行封裝，也就是使子系統(tǒng)象一個(gè)模塊一樣，例如可以有自己的參數(shù)設(shè)置對話框，自己的模塊圖標(biāo)等。這樣就使子系統(tǒng)使用起來非常方便。

5.4.1創(chuàng)建子系統(tǒng)1.通過Subsystem子系統(tǒng)模塊創(chuàng)建子系統(tǒng)：在Simulink庫瀏覽器，有一個(gè)Ports&Subsystems模塊庫，點(diǎn)擊該圖標(biāo)即可看到不同類型的子系統(tǒng)模塊。下面以創(chuàng)建PID子系統(tǒng)為例，說明子系統(tǒng)的創(chuàng)建過程。【例5-4】創(chuàng)建PID控制器子系統(tǒng)。將子系統(tǒng)庫模塊中的Subsystem模塊復(fù)制到模型窗，如圖5-34左所示。雙擊該圖標(biāo)即打開該子系統(tǒng)的編輯窗口，如圖5-34右所示；將組成子系統(tǒng)的模塊填加到子系統(tǒng)編輯窗口，將模塊按設(shè)計(jì)要求連接，設(shè)置子系統(tǒng)各模塊參數(shù)（可以是變量），修改In1和Out1模塊下面的標(biāo)簽，關(guān)閉子系統(tǒng)的編輯窗口，返回模型窗口如圖5-35所示。修改子系統(tǒng)的標(biāo)簽（PID），該P(yáng)ID子系統(tǒng)即可作為模塊在構(gòu)造系統(tǒng)模型時(shí)使用。如圖5-36所示。2.組合已存在的模塊建立子系統(tǒng)如果現(xiàn)有的模型已經(jīng)包含了需要轉(zhuǎn)化成子系統(tǒng)的模塊，就可以通過組合這些模塊的方式建立子系統(tǒng)。步驟如下：（1） 確定需建立Subsystem的模型（被選中的背景均標(biāo)記有藍(lán)色），如圖5-37所示。（2） 點(diǎn)擊模型窗【Diagram】菜單中的【Subsystem&ModelReference】下的CreateSubsystemFromSelection命令，則所選定的部分模塊或者全部模塊組合自動轉(zhuǎn)化成子系統(tǒng)，如圖5-38所示。（3） 雙擊該圖標(biāo)，可打開該子系統(tǒng)窗口，改寫輸入輸出符號；關(guān)閉子系統(tǒng)編輯窗口，設(shè)置子系統(tǒng)標(biāo)簽，則系統(tǒng)模型如圖5-39所示。5.4.2封裝子系統(tǒng)子系統(tǒng)可以建立自己的參數(shù)設(shè)置對話框，以避免對子系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)模塊分別進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，因此在子系統(tǒng)建立好以后，需對其進(jìn)行封裝。子系統(tǒng)封裝的基本步驟如下：（1）選擇需要封裝的子系統(tǒng)，設(shè)置好子系統(tǒng)中各模塊的參數(shù)變量；（2）定義提示對話框及其特性；定義被封裝子系統(tǒng)的描述和幫助文檔；定義產(chǎn)生模塊圖標(biāo)的命令。選擇Edit→Editmask菜單命令，在彈出框中設(shè)置（3）單擊Apply或OK保存1.設(shè)置子系統(tǒng)參數(shù)變量將原子系統(tǒng)中的常數(shù)改為變量，其中飽和環(huán)節(jié)的上、下限分別設(shè)為au、ab(需打開該環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)置框)，如圖5-40所

示。2.產(chǎn)生提示對話框選擇需要封裝的子系統(tǒng)，從模型窗口的【Diagram】中的Mask菜單選擇CreateMask命令，即彈出如圖5-41所

示的封裝編輯器窗口，共有4個(gè)選項(xiàng)卡：（1）Parameters&Dialog（參數(shù)設(shè)置）：定義子系統(tǒng)參數(shù)對話框的變量。這是對于子系統(tǒng)封裝最關(guān)鍵的，用于設(shè)置參數(shù)變量及其類型等。在本例中需要對飽和器的上、下限，傳遞函數(shù)系數(shù)，延遲時(shí)間常數(shù)等進(jìn)行設(shè)置。只需要在Prompt文本框內(nèi)輸入變量提示符，在對應(yīng)的Variable文本框中輸入相應(yīng)的變量名（必須與被封裝子系統(tǒng)定義的變量名一致），在【Type】下拉列表框中選【Edit】，勾選【Evaluate】、【Tunable】復(fù)選框，然后單擊左側(cè)Edit按鈕即可依次設(shè)置子系統(tǒng)中的各個(gè)變量。【Type】下拉列表框有10個(gè)選項(xiàng)，一般選Edit控件，它要求直接在文本框里輸入要設(shè)置的值（變量名）。（2）Initialization（初始化）：主要對封裝子系統(tǒng)內(nèi)的變量賦初值，輸入初始化命令并顯示所定義的變量，如圖5-42左

所示。其中的DialogVariables（變量表）中的變量排序應(yīng)與Parameters定義的變量一致。參數(shù)變量名由由封裝編輯器的Parameters選項(xiàng)卡全部輸入后，雙擊該子系統(tǒng)圖標(biāo)，即彈出如圖5-42右

所示子系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置對話框。（3）Icon&Ports（圖標(biāo)）：確定封裝后子系統(tǒng)模塊的圖標(biāo)。圖5-43模塊圖標(biāo)編輯窗口，在圖標(biāo)上顯示文本、定制圖標(biāo)的命令都寫在Icondrawingcommands（圖標(biāo)繪制命令）窗口內(nèi)，disp命令將內(nèi)容顯示在圖標(biāo)中心，而text命令則將內(nèi)容放在指定位置。而圖標(biāo)上顯示圖形需要在窗口輸入繪圖指令plot（）。例如輸入plot([0145],[0044],[05],[22],[2.52.5],[04])，則圖標(biāo)顯示為如圖5-43左下所示。其中第一對（[0145],[0044]）繪制飽和曲線，第二對（[05],[22]）畫X軸，最后一對數(shù)據(jù)畫Y軸。在圖標(biāo)繪制命令窗口輸入指令dpoly（num，den）可以顯示傳遞函數(shù)，num和den分別為分子分母的系數(shù)。（4）Documentation（文檔）：封裝說明。該選項(xiàng)有三個(gè)文本框如圖5-44Type文本框用來設(shè)置子系統(tǒng)模塊的封裝類型，可輸入字符串。Description文本框用于設(shè)置子系統(tǒng)的說明文檔。Help文本框用于設(shè)置幫助信息。封裝后完整的系統(tǒng)如圖5-45所示。5.4.3條件子系統(tǒng)條件子系統(tǒng)是指執(zhí)行受某種信號控制的一類子系統(tǒng)。Simulink中的條件子系統(tǒng)受到兩種信號之一，一是決定子系統(tǒng)是否執(zhí)行的控制信號（觸發(fā)信號、使能信號）；另一個(gè)是使系統(tǒng)產(chǎn)生輸出的輸入信號。條件子系統(tǒng)包括使能子系統(tǒng)、觸發(fā)子系統(tǒng)和使能觸發(fā)子系統(tǒng)模塊。1.使能子系統(tǒng)使能子系統(tǒng)當(dāng)使能端控制信號為正時(shí)，系統(tǒng)處于“允許”狀態(tài)，否則為“禁止”狀態(tài)?！笆鼓堋笨刂菩盘柨梢詾闃?biāo)量，也可以為向量。當(dāng)為標(biāo)量信號時(shí)，只要該信號大于零，子系統(tǒng)就開始執(zhí)行；當(dāng)為向量信號時(shí)，只要其中一個(gè)信號大于零，也“使能”子系統(tǒng)。雙擊使能子系統(tǒng)圖標(biāo)得到如圖5-46所示的子系統(tǒng)編輯窗口，再雙擊窗口中的Enable模塊，則彈出5-46右的對話框，可以選擇使能開始時(shí)狀態(tài)的值reset（復(fù)位）或held（保持當(dāng)前狀態(tài)）。2.觸發(fā)子系統(tǒng)觸發(fā)子系統(tǒng)只在觸發(fā)事件發(fā)生的時(shí)刻執(zhí)行。所謂觸發(fā)事件也就是觸發(fā)子系統(tǒng)的控制信號，一個(gè)觸發(fā)子系統(tǒng)只能有一個(gè)控制信號，在Simulink中稱之為觸發(fā)輸入。觸發(fā)事件有4種類型，即上升沿觸發(fā)（rising）、下降沿觸發(fā)（falling）、跳變觸發(fā)（either）和回調(diào)函數(shù)觸發(fā)（function-call）。雙擊觸發(fā)子系統(tǒng)中的觸發(fā)器模塊（Trigger），在彈出的對話框中可選擇觸發(fā)類型。圖5-48左是觸發(fā)子系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)示例。觸發(fā)器設(shè)為上升沿觸發(fā)，正弦輸入經(jīng)觸發(fā)控制后，成為階梯波，如圖5-48右所示。觸發(fā)器設(shè)為下降沿觸發(fā)，正弦輸入經(jīng)觸發(fā)控制后，成為階梯波，如圖5-49所示。觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)刻觸發(fā)子系統(tǒng)的輸出會保持到下一個(gè)觸發(fā)事件的發(fā)生時(shí)刻。3.觸發(fā)使能子系統(tǒng)同時(shí)具有觸發(fā)和使能兩個(gè)功能模塊的子系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，若系統(tǒng)處于使能狀態(tài)，則觸發(fā)事件將激活子系統(tǒng)；若系統(tǒng)處于非使能狀態(tài)，則忽略觸發(fā)信號。5.4.4仿真實(shí)例本節(jié)介紹如何利用Simulink求解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動約束方程，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)仿真。圖5-50所示為某曲柄滑塊機(jī)構(gòu)示意圖。連桿r2、r3的長度已知，曲柄輸入角速度或角加速度已知。

(2）建立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的Simulink運(yùn)動學(xué)仿真模型如圖5-52左所示。其中的MATLABFunction模塊在User-definedFunction庫中，將該模塊復(fù)制到模型窗口后，雙擊該模塊，在彈出的對話框的Parameters欄中填入前面建立的MATLAB函數(shù)名compv（該函數(shù)應(yīng)當(dāng)已經(jīng)在MATLAB搜索路徑中）以及2個(gè)輸出變量，如圖5-52右所示。

為了分析連桿3的轉(zhuǎn)角和滑塊的位移間的關(guān)系，可利用雙縱坐標(biāo)圖同時(shí)繪制這兩條曲線，程序如下：t=tout;[ax,h1,h2]=plotyy(t,acc(:,3),t,acc(:,5),'plot');%利用圖形句柄進(jìn)行操作(坐標(biāo)軸和對應(yīng)圖形)set(get(ax(1),'Ylabel'),'string','連桿3轉(zhuǎn)角/rad');%設(shè)置左縱坐標(biāo)軸名set(get(ax(2),'Ylabel'),'string','滑塊位移/mm');%設(shè)置右縱坐標(biāo)軸名xlabel('t/s');set(h1,'LineStyle','-.')%設(shè)置左縱坐標(biāo)軸對應(yīng)曲線的線型text(0.94,0.2,'連桿轉(zhuǎn)角\rightarrow')text(0.27,0.1,'滑塊位移\rightarrow')

程序運(yùn)行所繪制的圖形如圖5-55所

示。仿真結(jié)果分析介紹Scope模塊的使用闡述如何查看仿真波形分析仿真結(jié)果的解讀方法S-函數(shù)簡介IntroductiontoS-function055.5S函數(shù)簡介5.5.1S函數(shù)工作原理Simulink的系統(tǒng)函數(shù)（SystemFunction）簡稱為S函數(shù)，是由一系列子函數(shù)即“仿真過程”組成的。仿真過程就是S函數(shù)特有的語法結(jié)構(gòu)，用戶編寫S函數(shù)的任務(wù)就是在相應(yīng)的仿真過程中填寫適當(dāng)?shù)拇a，供Simulink及MATLAB求解器調(diào)用。M文件S函數(shù)結(jié)構(gòu)清晰，書寫方便，易于理解，能夠調(diào)用豐富的MATLAB函數(shù)，所以可滿足大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用的需求。S函數(shù)模塊在“User-DefinedFunctions”子模塊庫中，模塊可以用C、MATLAB和Fortran編寫，通過“S-Function”模塊創(chuàng)建包含S函數(shù)的Simulink模型。如果“S-Function”模塊需要其他源文件來生成代碼,在“S-Functionname:”中必須填寫不帶擴(kuò)展名的S函數(shù)文件名，例如，輸入“src”，而不是“src.c”?！癝-Functionparameters:”中填寫模塊的參數(shù)S函數(shù)M文件形式的標(biāo)準(zhǔn)模板程序是一個(gè)格式特殊的M文件，名為“sfuntmpl.m”，存放在“…MATLAB\R2010a\toolbox\simulink\blocks”目錄下，用戶可以根據(jù)該模板進(jìn)行修改。M文件的S函數(shù)由以下形式的MATLAB函數(shù)組成：[sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=f(t,x,u,flag,p1,p2,...)其中f是S函數(shù)的文件名，t是當(dāng)前時(shí)間，x是狀態(tài)向量，u是模塊的輸入，flag是所要執(zhí)行的任務(wù)標(biāo)志，p1，p2…都是模塊的參數(shù)。在模型仿真的過程中，Simulink不斷地調(diào)用函數(shù)f，通過標(biāo)志flag的值來說明所要完成的任務(wù)。每次S函數(shù)執(zhí)行任務(wù)后，都將以特定結(jié)構(gòu)返回結(jié)果。M文件S函數(shù)利用標(biāo)志flag控制調(diào)用仿真過程函數(shù)的順序。M文件S-函數(shù)的仿真流程如圖5-56所示。在初始化階段，通過標(biāo)志0調(diào)用S函數(shù)，并請求提供輸入輸出個(gè)數(shù)、初始狀態(tài)和采樣周期等信息。然后，仿真開始。下一個(gè)標(biāo)志為4，請求S函數(shù)提供下一步的采樣周期(只在變采樣速率下才被調(diào)用)。接著標(biāo)志為3，計(jì)算模塊的輸出，然后標(biāo)志為2更新離散狀態(tài)，當(dāng)需要計(jì)算連續(xù)狀態(tài)導(dǎo)數(shù)時(shí)標(biāo)志為1。然后求解器使用積分過程計(jì)算狀態(tài)的值。計(jì)算狀態(tài)導(dǎo)數(shù)和更新離散狀態(tài)之后通過標(biāo)志3計(jì)算模塊的輸出。這樣就完成了一個(gè)仿真步長的工作。當(dāng)?shù)竭_(dá)結(jié)束時(shí)間時(shí)，采用標(biāo)志9完成結(jié)束前的處理工作。以下為仿真過程對應(yīng)的flag選項(xiàng)表。當(dāng)調(diào)用S函數(shù)在flag=0時(shí)，調(diào)用格式為[sys,x0]=model(t,x,u,flag)返回參數(shù)x0表示狀態(tài)向量的初始值及sys各分量的信息。SYS（1）=連續(xù)狀態(tài)變量數(shù)SYS（2）=離散狀態(tài)變量數(shù)SYS（3）=輸出變量數(shù)SYS（4）=輸入變量數(shù)SYS中前四個(gè)元素中的任何一個(gè)都可以指定為-1，表示它們可以動態(tài)調(diào)整大小。所有其他flag的實(shí)際長度將等于輸入的長度U。SYS（5）=系統(tǒng)中不連續(xù)根的個(gè)數(shù)，保留用于根查找，必須為零SYS（6）=直通標(biāo)志（1=存在，0=不存在）。s函數(shù)如果在標(biāo)志=3期間使用U，則具有直通，將此設(shè)置為0類似于承諾在標(biāo)志=3期間不使用U。如果違背承諾會出現(xiàn)不可預(yù)測的結(jié)果。SYS（7）=采樣時(shí)間數(shù)。這是TS中的行數(shù)。實(shí)際用戶在建立Simulink模型框圖時(shí)，Simulink就會利用該框圖中的信息生成一個(gè)S-函數(shù)（即.mdl文件），每個(gè)框圖都有一個(gè)與之同名的S-函數(shù)。5.5.2M文件S函數(shù)模板Simulink為用戶提供了大量的S-函數(shù)模板和實(shí)例，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行修改。雙擊Simulink模塊庫中User-DefinedFunction的子庫S-FunctionExample，彈出圖5-57所示的S-函數(shù)示例模塊庫；再雙擊其中的MATLABfileS-Function模塊，彈出如圖5-58所示的用M文件編寫的S-函數(shù)模塊庫，其中Level-1MATLABfile用于兼容以前版本的S-函數(shù)仿真，Level-2MATLABfile用于擴(kuò)展M文件的S-函數(shù)仿真。雙擊Level-1MATLABfileS-functionsTemplate即可打開S-函數(shù)模板文件sfunmpl.m，如圖5-59所示。S函數(shù)有固定的編寫格式，在MATLAB中自帶了默認(rèn)的模板，用戶只需要按其要求填寫或改寫相關(guān)部分。直接利用MATLAB語言編寫的S函數(shù)不需要編譯就可以直接調(diào)用。在編寫M文件S函數(shù)時(shí)，建議使用S函數(shù)模板文件sfunmpl.m，這個(gè)文件中包含了一個(gè)完整的M文件S函數(shù)。其中包括一個(gè)主函數(shù)和若干子函數(shù)，每一個(gè)子函數(shù)都對應(yīng)一個(gè)flag。主函數(shù)用來調(diào)用子函數(shù)，子函數(shù)就成為S函數(shù)回調(diào)函數(shù)。在主函數(shù)內(nèi)有一個(gè)Switch-Case開關(guān)結(jié)構(gòu)，根據(jù)變量flag之值將執(zhí)行流程轉(zhuǎn)到對應(yīng)的子函數(shù)。用戶在MATLAB命令窗口輸入命令“editsfuntmpl”即可打開文件，以下是sfuntmpl.m在刪除了部分注釋后的內(nèi)容。>>editsfuntmplfunction[sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=sfuntmpl(t,x,u,flag)%主函數(shù)switchflag,%Initialization%case0,%flag=0則調(diào)用初始化子函數(shù)[sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizes;%Derivatives%case1,%

flag=1則調(diào)用計(jì)算導(dǎo)數(shù)子函數(shù)sys=mdlDerivatives(t,x,u);%Update%case2,%flag=2則調(diào)用離散狀態(tài)更新子函數(shù)

sys=mdlUpdate(t,x,u);%Outputs%case3,%flag=3則調(diào)用計(jì)算輸出子函數(shù)sys=mdlOutputs(t,x,u);%GetTimeOfNextVarHit%case4,%flag=4則調(diào)用計(jì)算下一個(gè)采樣點(diǎn)子函數(shù)

sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);%Terminate%case9,%flag=9則調(diào)用仿真結(jié)束子函數(shù)

sys=mdlTerminate(t,x,u);%Unexpectedflags%otherwise%flag=其它值則報(bào)錯(cuò)DAStudio.error('Simulink:blocks:unhandledFlag',num2str(flag));end%mdlInitializeSizes%Returnthesizes,initialconditions,andsampletimesfortheS-function.function[sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizes%初始化子函數(shù)sizes=simsizes;%生成sizes數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)sizes.NumContStates=0;%連續(xù)狀態(tài)變量數(shù)，默認(rèn)為0sizes.NumDiscStates=0;%離散狀態(tài)變量數(shù)，默認(rèn)為0sizes.NumOutputs=0;%輸出變量個(gè)數(shù)，默認(rèn)為0sizes.NumInputs=0;%輸入變量個(gè)數(shù)，默認(rèn)為0sizes.DirFeedthrough=1;%直通前向通道數(shù)，默認(rèn)為1sizes.NumSampleTimes=1;%采樣周期個(gè)數(shù)，默認(rèn)為1sys=simsizes(sizes);%返回sizes數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所包含的信息%initializetheinitialconditionsx0=[];%設(shè)置初值狀態(tài)，默認(rèn)置空str=[];%特殊保留變量，默認(rèn)置空%initializethearrayofsampletimests=[00];%采樣時(shí)間由[采樣周期偏移量]組成，采樣周期為0表示連續(xù)系統(tǒng)simStateCompliance='UnknownSimState';%mdlDerivatives計(jì)算導(dǎo)數(shù)子函數(shù)%Returnthederivativesforthecontinuousstates.functionsys=mdlDerivatives(t,x,u)%根據(jù)t,x,u計(jì)算連續(xù)狀態(tài)的導(dǎo)數(shù)sys=[];%狀態(tài)導(dǎo)數(shù)dx賦值給sys，連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程functionsys=mdlUpdate(t,x,u)%更新離散狀態(tài)子函數(shù)sys=[];%離散狀態(tài)向量x(k+1)賦值給sys，離散系統(tǒng)狀態(tài)方程functionsys=mdlOutputs(t,x,u)%計(jì)算輸出子函數(shù)sys=[];%輸出向量賦值給sys，系統(tǒng)輸出方程functionsys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u)