用S函数编写Simulink模块

《通信系统仿真》实验报告

一、实验目的

1、掌握S函数的结构和标准接口

2、掌握S函数的编程方法

3、掌握用S函数编写Simulink仿真模块的方法

4、掌握S函数在Simulink仿真中的应用

二、实验原理

为了将系统数学方程与系统可视化模型联系起来，在Simulink中规定了固定的接口函数的形式，称为S函数，一切Simulink可视化模型都是基于S函数实现的。

系统可视化描述的直观性是以牺牲数学描述的简洁性为代价。通过编写和使用S函数，用户也可以构建出采用Simulink的灵活性。S函数可以用Matlab语言书写，也可以采用C++等语言编写。S函数还可以进行编译，以提高执行速度。Simulink内建的标准模块库就是用S函数编写并进行编译后形成的

三、实验内容

1、用S函数实现一个限幅器，当输入信号值小于设定的最小门限值时，输出为最小门限值；当输入信号值大于设定的最大门限值时，输出为最大门限值；如果信号值介于最小门限和最大门限之间，则直通。写出限幅器的数学模型，对S函数实现的模块进行封装，要求能够在封装对话框中设置限幅的门限。给出测试系统和测试仿真结果，并与Simulink基本库中的Saturation模块进行对比。

实验代码：

function [sys,x0,str,ts]=xianSfun(t,x,u,flag,max,min)

switch flag,

case 0 %flag=0 初始化

sizes= simsizes; %获取simulink仿真变量结构

sizes.NumContStates = 0; %连续系统的状态数为0

sizes.NumDiscStates = 0; %离散系统的状态数为0

sizes.MumOutputs = 1; %输出信号数目是1

sizes.MumInputs = 1; %输入信号数目是1

sizes.DirFeedthrough = 1; %该系统是直通的

sizes.NumSampleTimes = 1; %这里必须为1

sys= simsizes(sizes);

str = []; %通常为空矩阵

x0 =[]; %初始状态矩阵x0

ts =[0 0]; %采样时间有外部模块给出%限幅器函数--------------------------------------

case 3 %flag=3 计算输出

if u>max

sys=max;

elseif u

sys=min;

else

sys=u;

end

case {1,2,4,9} %其他不做处理的flag sys=[];

otherwise %异常处理

error(['Unhandled flag=',num2str(flag)]);

end

%主函数结束---------------------------------------

仿真模型：

运行结果：

实验结论：

限幅器的作用是限幅，输入幅度为2的余弦波，通过门限为0.5和-0.5的限幅器后，幅度大于0.5和幅度小于-0.5的部分都被限制了，即不能输出。

2、用S函数实现一个绝对值模块，即输出信号是输入信号求绝对值的结果。用这个绝对值模块对输入的调幅波进行检波，试仿真得出输出结果。

实验代码：

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

switch flag

case 0 %flag=0 初始化

sizes= simsizes; %获取simulink仿真变量结构

sizes.NumContStates = 0; %连续系统的状态数为0

sizes.NumDiscStates = 0; %离散系统的状态数为0

sizes.MumOutputs = 1; %输出信号数目是1

sizes.MumInputs = 1; %输入信号数目是1

sizes.DirFeedthrough = 1; %该系统是直通的

sizes.NumSampleTimes = 1; %这里必须为1

sys= simsizes(sizes);

str = []; %通常为空矩阵

x0 =[]; %初始状态矩阵x0

ts =[0 0]; %采样时间有外部模块给出

%限幅器函数--------------------------------------

case 3 %flag=3 计算输出

if u>0

sys=u; else u<0 sys=-u; end

case {1,2,4,9} %其他不做处理的flag sys=[];

otherwise %异常处理 error(['Unhandled flag=',num2str(flag)]); end

%主函数结束--------------------------------------- 仿真模型：

运行结果：

实验结论：

输入信号经过“绝对值模块”后，只输出幅度大于0的部分。

3、用S

函数实现一个门限比较器，当输入大于设定门限则输出为指定的高电平，否则输出另一个指

定的低电平。

实验代码：

function [sys,x0,str,ts] =chensimin3Sfun(t,x,u,flag,Lm,Hm,S)

%S为设定的门限，Lm、Hm分别为指定的低电平和高电平

% u表示基带信号

% size(u) % 取消本句注释可观察输入信号u的矩阵维数

switch flag,

case 0 % flag=0 初始化

sizes = simsizes; % 获取SIMULINK仿真变量结构

sizes.NumContStates = 0; % 连续系统的状态数是0

sizes.NumDiscStates = 0; % 离散系统的状态数是0

sizes.NumOutputs = 1; % 输出信号数目是1

sizes.NumInputs = -1; % 输入信号数目是自适应的

sizes.DirFeedthrough = 1; % 该系统是直通的

sizes.NumSampleTimes = 1; % 这里必须为1

sys = simsizes(sizes);

str = []; % 通常为空矩阵

x0 = []; % 初始状态矩阵x0

ts = [-1 0]; % 采样时间由外部模块给出case 3 % flag=3 计算输出

if u>S

sys=Hm;

else sys=Lm;

end

case {1, 2, 4, 9 } % 其他作不处理的flag

sys=[]; % 无用的flag时返回sys为空矩阵

otherwise % 异常处理

error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);

end

仿真模型：

运行结果：

实验结论：

输入信号经过“门限比较器”后，输出的幅度大小都是指定的，本实验输入的幅度只为1和-1两个指定值。

四、实验报告

通过分析实验结果可知：某些功能的模块，可以通过代数运算模块实现，比如本次实验

的“门限器”、“绝对值模块”、“门限比较器”等。

matlab中s-function的参数设置,初始化设置,中文介绍,例子详细

s函数一下是s函数的介绍 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*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：

(仅供参考)Matlab编写与调用函数

MATLAB 学习指南 第六章．编写与调用函数 在这一章中，我们讨论如何用多源代码文件来构造一个程序。首先，解释代码文件在MATLAB中如何工作。在编译语言中，例如FORTRAN，C ，或C++，代码被存储在一个或多个源文件中，在进行编译的时候，这些源文件组合在一起 形成了一个单独的可执行文件。作为一种解释型语言，MATLAB以一种更广泛的方式来处理多个源文件。MATLAB代码被放入带有扩展名.m的ASCII文件（或称m-文件）中。MATLAB 6 有一个集成字处理与调试应用程序，尽管会用到其它编辑程序如vi或emacs，集成字处理与调试应用程序仍是编译m-文件的首选程序。 有两种不同的m-文件。一种是脚本文件，它是一种最简单的文件，仅仅将MATLAB中的指令收集在一起。当在交互提示符处输入文件名执行脚本文件时，MATLAB在m-文件内读取并执行指令，就好像指令是我们输入的。而且，似乎我们能够削减m-文件的内容并将削减过的内容传到MATLAB指令窗口中。这种m-文件的用法将在6.1节中给予概述。 在6.2节中要讨论的第二种m-文件包含一个单一函数，此函数名与此m-文件名相同。这种m-文件包含一段独立的代码，这段代码具有一个明确规定的输入/输出界面；那就是说，传给这段代码一列空变量arg1，arg2，…，这段独立代码就能够被调用，然后返回输出值out1，out2，…。一个函数m-文件的第一个非注释行包含函数标头，其形式如下： 此m-文件以返回指令结束，将执行程序返回到函数被调用的位置。或者在交互指令提示符处或者在另一个m-文件内，无论何时用下列指令调用函数代码，函数代码都将被执行。 输入映射到空变量：arg1=var1，arg2=var2，等等。在函数主体内，输出值被分配给了变量out1，out2，等等。当遇到返回值时，当前值out1，out2，…在函数被调用处被映射到变量outvar1，outvar2，…。在用可变长度自变量和输出变量列表编写函数时，MATLAB允许更多的自由。例如，也可以使用下列指令来调用函数。 在此情况下，仅返回一个单一输出变量，这个变量在出口处包含函数变量out1的值。输入和输出自变量可能是字符串，数值，向量，矩阵，或者更高级的数据结构。 为什么使用函数呢？因为从每门计算机科学课程中可知，把一个大的程序分割 成多个可以单独执行一个被明确规定的和被注释过的任务的小程序会使大程序 易读，易于修改，不易于出错。在MATLAB中，先为程序编写一个主文件，或者是一个脚本文件或者更好的话，是一个能够返回一个单一整数的函数m-文件（返回1表示程序执行成功，0表示不完全程序执行，负值表示出现运行误差），这个主文件是程序的进入点。通过把m-文件当作函数来调用，此程序文件可以

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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。 3)S函数仿真过程： ①初始化：mdlInitializeSizes，初始化S函数 ●初始化SimStruct，包含了S函数的所有信息； ●设置输入、输出端口数； ●设置采样时间； ●分配存储空间。

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自动化专业综合设计报告 设计题目：利用matlab编写S函数求解微分方程 所在实验室：自动化系统仿真实验室 指导教师：郭卫平 学生姓名律迪迪 班级文自0921 学号200990519114 成绩评定：

一、设计目的 了解使用simulink的扩展工具——S-函数，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，它的魅力在于完美结合了simulink框图简洁明快的特点和编程灵活方便的优点，提供了增强和扩展sinulink能力的强大机制，同时也是使用RTW实现实时仿真的关键。 二、设计要求 求解解微分方程 y’=y-2x/y

y(0)=1 要求利用matlab编写S函数求解 三、设计内容（可加附页） 【步骤1】获取状态空间表达式。 在matlab中输入 dsolve(‘Dy=y-2*x/y’,’y(0)=1’，’x’) 得到 y=(2*x+1).^(1/2); 【步骤2】建立s函数的m文件。 利用21·用S函数模板文件。 以下是修改之后的模板文件sfuntmpl.m的内容。function [sys,x0,str,ts] = sfuntmpl(t,x,u,flag) %SFUNTMPL General M-file S-function template % With M-file S-functions, you can define you own ordinary differential % equations (ODEs), discrete system equations, and/or just about % any type of algorithm to be used within a Simulink block diagram. %

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matlab中s函数编写心得(转) Part I: 所谓s函数是system Function的简称, 用它来写自己的simulink模块. s函数可以用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）< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas- microsoft-com:office:office" /> 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 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里输入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.

1. 函数的函数头 函数的第一行：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, 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 2. 函数分析 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; // 解释说明 flag=0表示当前处于初始化状态，此时调用函数mdlInitializeSizes进行初始化，此函数在该文件的第149行定义. 其中的参数sys是一个结构体，它用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

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MATLAB 程序设计方法及若干程序实例 樊双喜 (河南大学数学与 信息科学学院开封475004) 摘要本文通过对 MATLAB 程序设计中的若干典型问题做简要的分析和总结,并在此基础上着重讨论了有关算法设计、程序的调试与测试、算法与程序的优化以及循环控制等方面的问题.还通过对一些程序实例做具体解析,来方便读者进行编程训练并掌握一些有关MATLAB 程序设计方面的基本概念、基本方法以及某些问题的处理技巧等.此外,在文章的最后还给出了几个常用数学方法的算法程序, 供读者参考使用.希望能对初学者进行 MATLAB 编程训练提供一些可供参考的材料,并起到一定的指导和激励作用,进而为MATLAB 编程入门打下好的基础. 关键字算法设计；程序调试与测试；程序优化；循环控制 1 算法与程序 1.1 算法与程序的关系算法被称为程序的灵魂,因此在介绍程序之前应先了 解什么是算法.所谓算 法就是对特定问题求解步骤的一种描述.对于一个较复杂的计算或是数据处理的问题,通常是先设计出在理论上可行的算法,即程序的操作步骤,然后再按照算法逐步翻译成相应的程序语言,即计算机可识别的语言. 所谓程序设计,就是使用在计算机上可执行的程序代码来有效的描述用于解决特定问题算法的过程.简单来说,程序就是指令的集合.结构化程序设计由于采用了模块分化与功能分解,自顶向下,即分而治之的方法,因而可将一个较复杂的问题分解为若干子问题,逐步求精.算法是操作的过程,而程序结构和程序流程则是算法的具体体现. 1.2MATLAB 语言的特点 MATLAB 语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富,其语法规则与科技人员的思维和书写习惯相近,便于操作.MATLAB 程序书写形式自由,利用其丰富

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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： x t flag f u Function [p sys x str ts p , ,1 2 ,...) , , ,0 , ] ,( , S函数默认的四个输入参数：t ,x ,u ,flag S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mdlGetTimeOfNextVarHit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。 3)S函数仿真过程： ①初始化：mdlInitializeSizes，初始化S函数 ●初始化SimStruct，包含了S函数的所有信息； ●设置输入、输出端口数； ●设置采样时间； ●分配存储空间。 ②数值积分：mdlDerivatives ●用于连续状态的求解和非采样过零点；

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、最小二乘拟合原理 x= xl x2 ... xn y= yl y2 ... yn 求m 次拟合 ?力* y 卅…I ZA ； A T A = ZX 茁 X x i - X x i +1 ,- ? ? ? ［函Oi …备F =⑷矿丄? A T y 所以m 次拟合曲线为y = a 0 +勿?怎+吐■审+???? +如■牙皿 二、 Matlab 实现程序 function p=funLSM (x, y, m) %x z y 为序列长度相等的数据向量，m 为拟合多项式次数 format short; A=zeros(m+l,m+l); for i=0:m for j=0:m A(i + 1, j + 1)=sum(x.A (i+j)); end b(i+1)=sum(x.A i.*y); end a=A\b 1; p=fliplr (a'); 三、 作业 题1：给出如下数据，使用最小二乘法球一次和二次拟合多项式(取小数点后3位) X 1.36 1.49 1.73 1.81 1.95 2.16 2.28 2.48 Y 14.094 15.069 16.844 17.378 18.435 19.949 20.963 22.495 解:

? x=[1.36 1.49 1.73 1. 81 1. 95 2. 16 2. 28 2. 48]: ? y=[14.094 15.069 16.844 17. 378 18.435 19.949 20.963 22.495]; >> p=funLSM(x, y? 1) P = 7.4639 3.9161 >> p=funLSM(x, y? 2) P = 0.3004 6.3145 4.9763 一次拟合曲线为： y = 7.464x+ 3.91S 二次拟合曲线为： y = +6.315^4-4.976 一次拟合仿真图

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1.三角波产生器 t=-3:0.01:3; f1=tripuls(t); subplot(3,1,1); plot(t,f1); axis([-3,3,-0.2,1.2]) set(gcf,'color','w'); f2=tripuls(t,4); subplot(3,1,2); plot(t,f2); axis([-3,3,-0.2,1.2]) %set(gcf,'color','w'); f3=tripuls(t,4,-1); subplot(3,1,3); plot(t,f3); axis([-3,3,-0.2,1.2]) 2.离散序列的相加与相乘 function[x,n]=jxl(x1,x2,n1,n2) n=min(min(n1),min(n2)):max(max(n1),max(n2)); s1=zeros(1,length(n));s2=s1; s1(find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))==1))=x1; s2(find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))==1))=x2; x=s1+s2;//x=s1.*s2:%序列乘 axis([(min(min(n1),min(n2))-1),(max(max(n1),max(n2))+1),(min(x)-0.5), (max(x)+0.5)]) 3.序列的反摺 function[x,n]=xlfz(x1,n1) x=fliplr(x1);n=fliplr(n1); stem(n,x,'filled') axis([min(n)-1,max(n)+1,min(x)-0.5,max(x)+0.5]) 4.序列的卷积 function[x,n]=gghconv(x1,x2,n1,n2) x=conv(x1,x2) ns=n1(1)+n2(1); leg=length(x1)+length(x2)-2; n=ns:(ns+leg) subplot(2,2,1) stem(n1,x1,'filled') title('x1(n)') xlabel('n') subplot(2,2,2)

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MATLAB作业一1、试求出如下极限。 （1） 23 25 (2)(3) lim (5) x x x x x x x ++ + →∞ ++ + ，（2） 23 3 1 2 lim () x y x y xy x y →- → + + ，（3） 22 22 22 1cos() lim ()x y x y x y x y e+ → → -+ + 解：（1）syms x； f=((x+2)^(x+2))*((x+3)^(x+3))/((x+5)^(2*x+5)) limit（f，x，inf） =exp（-5） （2）syms x y； f=(x^2*y+x*y^3)/(x+y)^3； limit(limit(f,x,-1),y,2) =-6； （3）syms x y； f=(1-cos(x^2+y^2))/(x^2+y^2)*exp(x^2+y^2)； limit(limit(f,x,0),y,0) =0 2、试求出下面函数的导数。 （1 ）() y x=, (2)22 atan ln() y x y x =+ 解; （1）syms x; f=sqrt(x*sin(x)*sqrt(1-exp(x))); g= diff(f,x); g== (sin(x)*(1 - exp(x))^(1/2) + x*cos(x)*(1 - exp(x))^(1/2) - (x*exp(x)*sin(x))/(2*(1 - exp(x))^(1/2)))/(2*(x*sin(x)*(1 - exp(x))^(1/2))^(1/2)) pretty(g)= (2)syms x y; f=atan(y/x)-log(x^2+y^2) pretty(-simple(diff(f,x)/diff(f,y)))= 2 x + y =------- x - 2 y (3) 假设1 cos u- =，试验证 22 u u x y y x ?? = ???? 。 解：syms x y; u=1/cos(sqrt(x/y)); diff(diff(u,x),y)-diff(diff(u,y),x)=0; 所以： 22 u u x y y x ?? = ????

matlab(Simulink)中S-function函数编写规则

matlab(Simulink)中S-function函数编写规则 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：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 sf untmpl(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：f unction [sys,x0,str,ts]=sf untmpl(t,x,u,f lag) 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）,f lag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f lag的不同而不同（下面将结合f l ag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sf untmpl.m中的代码来讲具体的结构： switch f lag, %判断f lag，看当前处于哪个状态 case 0, [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; f l ag=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sf untmpl.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.NumSample Times = 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=f c(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.NumInpu ts=1; 其他的可以不变。继续在mdlInitializeSizes函数中往下看： x0 = []; %状态变量设置为空，表示没有状态变量，以我们上面的假设，可改 %为x0=[0,0](离散和连续的状态变量我们都设它初值为0) str = []; %这个就不用说了，保留参数嘛，置[]就可以了，反正没什么用，可 %能7.0会给它一些意义 ts = [0 0]; %采样周期设为0表示是连续系统，如果是离散系统在下面的mdlGet %TimeOfNextV arHit函数中具体介绍 嘻嘻，总算讲完了初始化，后面的应该快了 在sf untmpl的106行继续往下看： case 1, sys=mdlDerivatives(t,x,u); f l ag=1表示此时要计算连续状态的微分，即上面提到的dx/dt=f c(t,x,u)中的dx/dt,找到 mdlDerivatives函数（在193行）如果设置连续状态变量个数为0，此处只需sys=[]; 就可以了（如sf untmpl中一样），按我们上述讨论的那个模型，此处改成 sys=f c(t,x(1),u)或sys=A*x(1)+B*u %我们这儿x(1)是连续状态变量，而x(2)是离散的，这儿只用到连续的，此时的输出sys就是微分 继续，在sf untmpl的112行： case 2, sys=mdlU pdate(t,x,u);

matlab中如何编写s函数

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）；s ys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

MATLAB S函数的调用实例

期末作业 1.求解微分方程???? ?????=++++=++=8102432 1.31. 232221.1x x x x x x x x x x x ，初始条件1230x x x ===。要求交mdl 文件及仿真结果的截图。 解：用Simulink 连接的仿真图如下所示： 求解出的x1，x2，x3的解如下图（a ）所示的仿真结果： 2.当电源电压)30100 sin(10)(+=t t x πV 时，求解表达式y(t)的波形：

y x dt t dy 314)(-+=，其中y(0)=1。要求交mdl 文件及仿真结果的截图。 解：用Simulink 连接的仿真图如下所示： 仿真结果如下图（b ）所示： 3.使用S 函数实现y=5*x+3,建立仿真模型并得出仿真结果。要求交mdl 文件，S 函数及仿真结果的截图。 解：用Simulink 连接的仿真图如下所示： S 函数的代码如下： function [sys,x0,str,ts] = mysfun3 (t,x,u,flag) switch flag, case 0, [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;

case 1, sys=mdlDerivatives(t,x,u); case 2, sys=mdlUpdate(t,x,u); case 3, sys=mdlOutputs(t,x,u); case 4, sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u); case 9, sys=mdlTerminate(t,x,u); otherwise error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]); end function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes sizes = simsizes; sizes.NumContStates = 0; sizes.NumDiscStates = 0; sizes.NumOutputs = 1; sizes.NumInputs = 1; sizes.DirFeedthrough = 1; sizes.NumSampleTimes = 1; sys = simsizes(sizes); x0 = []; str = []; ts = [0 0]; function sys=mdlDerivatives(t,x,u) sys = []; function sys=mdlUpdate(t,x,u) sys = []; function sys=mdlOutputs(t,x,u) sys = 5*u+3; function sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u) sampleTime = 1; sys = t + sampleTime; function sys=mdlTerminate(t,x,u) sys = []; 仿真结果如下图（c）所示：

matlab中s-function的编写

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

Matlab100个实例程序

程序代码：(代码标记[code]...[/code] ) 1-32是：图形应用篇 33-66是：界面设计篇 67-84是：图形处理篇 85-100是：数值分析篇 实例1：三角函数曲线（1） function shili01 h0=figure('toolbar','none',... 'position',[198 56 350 300],... 'name','实例01'); h1=axes('parent',h0,... 'visible','off'); x=-pi:0.05:pi; y=sin(x); plot(x,y); xlabel('自变量X'); ylabel('函数值Y'); title('SIN( )函数曲线'); grid on 实例2：三角函数曲线（2） function shili02 h0=figure('toolbar','none',... 'position',[200 150 450 350],... 'name','实例02'); x=-pi:0.05:pi; y=sin(x)+cos(x); plot(x,y,'-*r','linewidth',1); grid on xlabel('自变量X'); ylabel('函数值Y'); title('三角函数');

实例3：图形的叠加 function shili03 h0=figure('toolbar','none',... 'position',[200 150 450 350],... 'name','实例03'); x=-pi:0.05:pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,... '-*r',... x,y2,... '--og'); grid on xlabel('自变量X'); ylabel('函数值Y'); title('三角函数'); 实例4：双y轴图形的绘制 function shili04 h0=figure('toolbar','none',... 'position',[200 150 450 250],... 'name','实例04'); x=0:900;a=1000;b=0.005; y1=2*x; y2=cos(b*x); [haxes,hline1,hline2]=plotyy(x,y1,x,y2,'semilogy','plot'); axes(haxes(1)) ylabel('semilog plot'); axes(haxes(2)) ylabel('linear plot'); 实例5：单个轴窗口显示多个图形 function shili05 h0=figure('toolbar','none',... 'position',[200 150 450 250],... 'name','实例05'); t=0:pi/10:2*pi;

MATLAB S函数编写示范

MATLAB S函数编写示范（MATLAB2010a） 2010-05-05 21:22:47| 分类：MATLAB之控制系统| 标签：matlab s-function 编写教程 s builder |字号大中小订阅 1.M语言S函数 在命令行输入命令“edit sfuntmpl”即可打开M语言s函数模板。M语言S函数是以flag为标志进行运算的。flag==0时，初始化参数；flag==1时，计算微分；flag==2时，状态更新；flag==3时，计算输出；flag==4时适用于变步长结算；其他参数不常用。 （1）flag==0时，调用mdlInitializeSizes函数，sizes结构及解释如下： sizes.NumContStates = 0; //连续变量个数 sizes.NumDiscStates = 0; //离散变量个数 sizes.NumOutputs = 0; //输出个数 sizes.NumInputs = 0; //输入个数 sizes.DirFeedthrough = 1; //是否直通，当在输出里包含了输入时，为直通 sizes.NumSampleTimes = 1; //采样时间 对状态变量进行初始化,如果初始条件是0初始条件，则 x0=[0 0] （2）flag==1时，调用mdlDerivatives(t,x,u)函数计算微分，如有一系统为状态方程为x'=2x+u，y=5x+u时，编写如下：sys=2*x+u; （3）flag==3时，计算输出，如上例系统，则编写如下：sys=5*x+u; ok,下面只需要将编写好的s函数名称写入s-function模块。 例子：对如下系统（零初始条件） x1'=-3x1-x2+u; x2'=2x1; y=x2;编写s函数如下： function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = sfun_m_hyj(t,x,u,flag) switch flag, case 0, [sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizes; case 1, sys=mdlDerivatives(t,x,u); case 2, sys=mdlUpdate(t,x,u); case 3, sys=mdlOutputs(t,x,u); case 4, sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u); case 9, sys=mdlTerminate(t,x,u);