
S-函式
S-函式是系统函式(System Function)的简称,又称S-function。常用MATLAB编写。
基本介绍
- 中文名:S函式
- 外文名:S-function
- 用途:常用MATLAB编写
S-函式是系统函式(System Function)的简称,是指採用非图形化的方式(即计算机语言,区别于Simulink的系统模组)描述的一个功能块。用户可以採用MATLAB代码,C,C++,FORTRAM等语言编写S-函式。S-函式由一种特定的语法构成,用来描述并实现连续系统、离散系统以及複合系统等动态系统;S-函式能够接受来自Simulink求解器的相关信息,并对求解器发出的命令作出适当的回响,这种互动作用非常类似于Simulink系统模组与求解器的互动作用。一个结构体系完整的S-函式包含了描述动态系统所需的全部能力,所有其他的使用情况都是这个结构体系的特例。往往S-函式模组是整个Simulink动态系统的核心。
根据S-函式代码使用的程式语言,S-函式可以分成M档案S-函式(即用MATLAB语言编写的S-函式)、C语言S-函式、C++语言S-函式以及Fortran语言S-函式等。通过S-函式创建的模组具有与Simulink模型库中的模组相同的特徵,它可以与Simulink求解器进行互动,支持连续状态和离散状态模型。
S-函式作为与其他语言相结合的接口,可以使用这个语言所提供的强大能力。例如,Matlab语言编写的S-函式可以充分利用MATLAB所提供的丰富资源,方便地调用各种工具箱函式和图形函式;使用C语言编写的S-函式可以实现对作业系统的访问,如实现与其他进程的通信和同步等。
用户可能会有如下的疑问:Simulink已经提供了大量的内置的系统模组,并且允许用户自定义模组,那幺为何还要使用S-函式呢?诚然,对于大多数动态系统仿真分析语言,使用Simulink提供的模组即可实现,而无需使用S-函式。但是,当需要开发一个新的通用的模组作为一个独立的功能单元时,使用S-函式实现则是一种相当简便的方法。另外,由于S-函式可以使用多种语言编写,因此可以将已有的代码结合进来,而不需要在Simulink中重新实现算法,从而在某种程度上实现了代码移植。此外,在S-函式中使用文本方式输入公式、方程,非常适合複杂动态系统的数学描述,并且在仿真过程中可以对仿真进行更精确的控制。
简单的来说,用户可以从如下的几个角度来理解S-函式:
(1) S-函式为Simulink的“系统”函式。
(2)能够回响Simulink为求解器命令的函式。
(3)採用非图形化的方法实现一个动态系统。
(4)可以开发新的Simulink模组。
(5)可以与已有的代码相结合进行仿真。
(6)採用文本方式输入複杂的系统方程。
(7)扩展Simulink功能。M档案S-函式可以扩展图形能力,C MEX S-函式可以提供与作业系统的接口。
(8)S-函式的语法结构是为实现一个动态系统而设计的(默认用法),其他S-函式的用法是默认用法的特例(如用于显示目的)。