前面的話
本文介紹如何在matlab的simulink中嵌入C語言進(jìn)行多輸入多輸出的仿真;這樣暫時(shí)脫離硬件平臺(tái)的問題,快速驗(yàn)證算法的可行性,從而提高效率,總體來說,simulink挺香的,不過由于不可抗拒因素,在一些高校強(qiáng)行被ban,非常可惜,但是我相信我們最終會(huì)擁有比matlab更強(qiáng)大的軟件。
目錄
1 s-function
2 具體設(shè)置
2.1 輸入輸出
2.2 構(gòu)建 S-Function
3 源碼分析
4 相關(guān)測(cè)試
5 總結(jié)
1 s-function
S-function模塊,位于Simulink/User-Defined Functions模塊庫中,它可以很方便的調(diào)用matlab腳本,即.m為后綴的文件,也可以調(diào)用c文件,進(jìn)行多輸入多輸出(輸入多個(gè)參數(shù),返回多個(gè)參數(shù)),即MIMO的系統(tǒng);
那么就需要LEVEL-2的s-function,因此這里需要使用S-Function Builder來自定義需要輸入的參數(shù)和輸出的參數(shù);
S-Function Builder
2 具體設(shè)置
首先拖拽S-Function Builder到仿真文件中,并雙擊打開,可以看到具體的屬性如下圖所示;
屬性
一般初級(jí)的使用,這里有四個(gè)地方需要注意,已經(jīng)在上圖中標(biāo)注出來;
S-Function文件名,最終構(gòu)建成功會(huì)生成相應(yīng)名稱的C文件;
輸入輸出的設(shè)置,根據(jù)需求設(shè)置S-Function的入口參數(shù),和返回參數(shù),后面會(huì)詳細(xì)解釋;
完成設(shè)置之后需要進(jìn)行構(gòu)建,生成C文件;
對(duì)相應(yīng)文件進(jìn)行修改,最終進(jìn)行編譯;
如果編譯成功的話,C程序就已經(jīng)成功嵌入了,下面可以進(jìn)行simulink仿真了;
后面將結(jié)合一個(gè)例子進(jìn)行分析;
2.1 輸入輸出
首先設(shè)置文件名,本文設(shè)置為sfun_myc;
然后在輸入和輸出選項(xiàng)下有相關(guān)端口的屬性選項(xiàng),具體如下;
Port name:端口名稱,用戶自己填寫;
Dimensions:數(shù)據(jù)的維度,這里有兩種選項(xiàng),分別是1-D和2-D;如果是1-D則表示輸入向量,2-D則表示輸入為矩陣;
Rows:輸入數(shù)據(jù)的行數(shù);
Columns:輸入數(shù)據(jù)的列數(shù);
Complexity:輸入的數(shù)據(jù)是實(shí)數(shù)還是復(fù)數(shù),這里有real和complex這兩個(gè)選項(xiàng);
2.1.1 添加相應(yīng)的輸入信號(hào)
如下圖所示;點(diǎn)擊圖標(biāo)①,在Input ports的選項(xiàng)下,添加了u0,u1,u2和t,這四個(gè)輸入信號(hào)的添加;
輸入信號(hào)
2.1.2 添加相應(yīng)的輸出信號(hào)
輸出具體如下圖所示;
輸出信號(hào)
2.2 構(gòu)建 S-Function
設(shè)置成功之后,具體信息如下圖所示;
文件列表
模塊圖標(biāo)如下圖所示;
從上面兩圖可以看出,已經(jīng)設(shè)置完成,點(diǎn)擊Build生成S-Function對(duì)應(yīng)的C程序,包括;
sfun_myc.c;在這文件中也可以進(jìn)行對(duì)輸出的修改;
sfun_myc_wrapper.c;主要修改這個(gè)文件,下面具體再分析;
文件列表如下圖所示;
文件列表
3 源碼分析
3.1 sfun_myc.c
sfun_myc.c是軟件自動(dòng)生成的文件,源碼相對(duì)較長(zhǎng),占較大篇幅,暫時(shí)不貼,主要分析其中幾個(gè)主要的函數(shù);
在mdlOutputs函數(shù)會(huì)每過一個(gè)采樣點(diǎn)(sample time)就被調(diào)用一次,在這里以及傳入了我們之前定義好的四個(gè)參數(shù),以及需要輸出的三個(gè)參數(shù);并且最終調(diào)用sfun_myc_Outputs_wrapper函數(shù)來處理輸入和輸出,具體如下所示;
3.2 sfun_myc_wrapper.c
主要的邏輯是在這個(gè)函數(shù)中進(jìn)行編寫;源碼太長(zhǎng),占較大篇幅,暫時(shí)不貼,主要分析其中幾個(gè)主要的函數(shù);
/*Thissamplesetstheoutputequaltotheinput y0[0]=u0[0]; Forcomplexsignalsuse:y0[0].re=u0[0].re; y0[0].im=u0[0].im; y1[0].re=u1[0].re; y1[0].im=u1[0].im; */
上面的代碼可以看到,u0為輸入,y0和y1為輸出;
在sfun_myc_Outputs_wrapper函數(shù)中進(jìn)行修改,就可以得到:
這里用梯形速度曲線進(jìn)行測(cè)試,具體如下;
3.2 編譯程序
編輯好相應(yīng)的函數(shù)就可以開始編譯程序;在matlab終端輸入以下指令;
0 warning 0 errors
如果出現(xiàn)以下提示:錯(cuò)誤使用 mex 未找到支持的編譯器或 SDK。您可以安裝免費(fèi)提供的 MinGW-w64 C/C++ 編譯器;請(qǐng)參閱安裝 MinGW-w64 編譯器。如需更多選項(xiàng),請(qǐng)參閱http://www.mathworks.com/support/compilers/R2015b/win64.html。===
則需要先根據(jù)提示安裝相應(yīng)的編譯器。
4 相關(guān)測(cè)試
仿真的框圖如下所示;
仿真圖
寫的是一個(gè)梯形速度曲線規(guī)劃仿真算法,,結(jié)果符合預(yù)期,開心。
輸出結(jié)果
5 總結(jié)
本文總結(jié)了在matlab的simulink中調(diào)用C語言進(jìn)行仿真,但是還有很多問題沒有考慮在內(nèi),需要讀者進(jìn)行舉一反三,如果有別的問題也可以進(jìn)行在文章下方進(jìn)行評(píng)論。
責(zé)任編輯:xj
原文標(biāo)題:神奇!C語言還可以這樣用來仿真
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