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S-Function
モデルに S-Function を追加
ライブラリ:
Simulink /
User-Defined Functions
説明
S-Function ブロックでは、C、C++、または Fortran® で記述された C MEX S-Function と呼ばれる S-Function (システム関数) のアルゴリズムを Simulink モデルに統合できます。このブロックは Level-1 または Level-2 の C MEX S-Function の実装に使用できます。S-Function をモデルに組み込むには、C MEX S-Function をコンパイルしてから以下を行います。
S-function ブロックを [Simulink ライブラリ ブラウザー] からモデルにドラッグします。
[ブロック パラメーター] ダイアログ ボックスを開き、[S-Function 名] フィールドで S-Function の名前を指定して S-function ブロックの機能を提供します。たとえば、「
timestwo」と入力して [適用] を選択します。
"S-Function" は MATLAB®、C、C++ または Fortran で記述された Simulink® ブロックをコンピューター言語で記述したものです。C、C++、または Fortran の S-Function を用意したら、mex ユーティリティを使用して、それらを MEX ファイルとしてコンパイルする必要があります (C MEX 関数のビルドを参照)。S-Function では、初期化、更新、微分、出力、終了など、シミュレーションのさまざまな部分におけるブロックの動作を定義します。S-Function では、S-Function API と呼ばれる特殊な呼び出し構文を使用して Simulink エンジンと対話できます。この対話は、エンジンと組み込みの Simulink ブロックの間で行われる対話と非常によく似ています。シミュレーションの各ステップで、シミュレーション エンジンにより、特定のタスクを実行するメソッドが呼び出されます。
たとえば、以下は、入力を 2 倍にして出力する timestwo.c という名前の簡単な C MEX S-Function の例です。
#define S_FUNCTION_NAME timestwo /* Specifies the name of the S-function (timestwo) */
#define S_FUNCTION_LEVEL 2 /* Specifies that the S-function is in the Level 2 format */
#include "simstruc.h" /* Defines the data structure */
static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S) /* Initialize the input and output ports and their size */
{
ssSetNumSFcnParams(S, 0);
if (ssGetNumSFcnParams(S) != ssGetSFcnParamsCount(S)) {
return; /* Parameter mismatch reported by the Simulink engine*/
}
if (!ssSetNumInputPorts(S, 1)) return;
ssSetInputPortWidth(S, 0, DYNAMICALLY_SIZED);
ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);
if (!ssSetNumOutputPorts(S,1)) return;
ssSetOutputPortWidth(S, 0, DYNAMICALLY_SIZED);
ssSetNumSampleTimes(S, 1);
/* Take care when specifying exception free code - see sfuntmpl.doc */
ssSetOptions(S, SS_OPTION_EXCEPTION_FREE_CODE);
}
static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S) /* Set the sample time of the S-function as inherited */
{
ssSetSampleTime(S, 0, INHERITED_SAMPLE_TIME);
ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);
}
static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid) /* Calculate the block output for each time step */
{
int_T i;
InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0);
real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S,0);
int_T width = ssGetOutputPortWidth(S,0);
for (i=0; i<width; i++) {
*y++ = 5.0 *(*uPtrs[i]);
}
}
static void mdlTerminate(SimStruct *S){} /* Perform tasks at the end of the simulation */
#ifdef MATLAB_MEX_FILE /* Is this file being compiled as a MEX-file? */
#include "simulink.c" /* MEX-file interface mechanism */
#else
#include "cg_sfun.h" /* Code generation registration function */
#endifS-Function は一般的な形式に従っており、連続システム、離散システム、およびハイブリッド システムに対応できます。S-Function でアルゴリズムを実装し、それを S-Function ブロックを使用して Simulink モデルに追加できます。S-Function を記述して、その名前を S-Function ブロック (User-Defined Functions ブロック ライブラリで利用可能) に配置した後、マスクを使用してユーザー インターフェイスをカスタマイズできます。この例では、timestwo.c 関数が mex timestwo.c を使用してコンパイルされ、S-Function ブロックを使用して実装されています。
S-Function ブロックは、指定された S-Function の名前と S-Function により指定される入力端子および出力端子の数を表示します。入力に接続される信号は、入力に対し、S-Function により指定される次元をもつ必要があります。
メモ
Level-2 MATLAB S-Function ブロックを使用して、ブロック線図に Level-2 MATLAB S-Function をインクルードします。
例
アニメーションを使った倒立振子
この例では、Simulink® を使用して倒立振子システムをモデル化およびアニメーション化する方法を示します。倒立振子の重心はピボット点より上にあります。この位置を安定して維持するために、システムは振子が落下を開始するとピボット点を重心より下に移動する制御ロジックを実装します。倒立振子は制御手法のテストに使用される古典力学問題です。
S-Function API を使用するカスタム コードおよびハンド コードされたブロック
このライブラリは、さまざまなタイプの Simulink® S-Function の例を起動します。Simulink S-Function を使用すると、ハンド コードされたブロックを新たに加えて Simulink を拡張したり、カスタム外部コードとのインターフェイスをとったり、他のプログラムへのライブ インターフェイスを作成したりできます。この例を使用して、C、C++、M および Fortran® の S-Function が含まれたモデルにアクセスします。
端子
入力
出力
パラメーター
ブロックの特性
拡張機能
バージョン履歴
R2006a より前に導入
