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在matlab命令行中输入 edit sfuntmpl ，可以打开S-function的模板，里面对S-function的函数和变量作用均作了介绍。 S-function的基础是现代控制理论的状态定义，使用S-function需具备现代控制理论的基本知识
为什么要有S-function
- 因为matlab中的模块太过标准化，无法满足多变的应用和调试需求，在以下情况下，S-function可以很方便的对系统进行建模。
- 控制或受控系统具有复杂时变特性
- 控制系统在控制过程中自我迭代，存在需要保留和记录的变量
- 控制系统的输出较为复杂，难以用function和m-function表示
- 系统在生成、运行或结束时需要执行特殊操作
S-function属性窗口介绍
- S-function name ：S-function的名字，随便写，自己认识即可
- S-function parameters：S-function的模块参数，默认为空
- S-function modules ：S-function的模块，无需修改，采用系统
- 默认模块即可 也就是说，这三个参数，只需要修改第一个参数为模块命名即可
- 点击Edit，可以进入S-function的代码编辑界面
S-function内部函数介绍
- [sys,x0,str,ts] = functionName(t,x,u,flag)
这是函数的总入口，收到信号后，首先进入这个函数.这个函数包含一个switch语句，根据情况进入不同的子函数 - [sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizes;
S-function进行基本的设置，具体参数会在后面进行介绍。相当于构造函数 - sys=mdlDerivatives(t,x,u); 该函数仅在连续系统中被调用，用于产生控制系统状态的导数
- sys=mdlUpdate(t,x,u); 该函数仅在离散系统中被调用，用于产生控制系统的下一个状态
- sys=mdlOutputs(t,x,u); 产生（传递）系统输出
- sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u) 获得下一次系统执行（next hit）的时间，该时间为绝对时间，此函数仅在采样时间数组中指定变量离散时间采样时间[-2 0]时会被调用。
- sys=mdlTerminate(t,x,u) 相当于构析函数，结束该仿真模块时被调用
S-function的执行顺序
- 在仿真开始时，执行mdlInitializeSizes
- 若系统包含连续部分，则调用mdlDerivatives；若系统包含离散部分，则调用mdlUpdate
- 调用mdlOutputs，产生输出
- 若满足条件，则执行mdlGetTimeOfNextVarHit
- 循环执行1–3，直至仿真停止
- 执行mdlTerminate，仿真停止
S-function输入输出参数含义
输入参数t,x,u,flag
- t ：系统时间
- x ：系统状态
- u ： 系统输入，即在simulink models中连接至S-function的线上的数据。注意区分x和u
- flag ： 系统状态，由系统自动生成，决定了系统应当执行哪个S-function子函数
mdlInitializeSizes例程与介绍
sizes = simsizes; %调用构造函数，生成一个默认类
sizes.NumContStates = 0; %设置系统连续状态的数量
sizes.NumDiscStates = 0; %设置系统离散状态的数量
sizes.NumOutputs = 0; %设置系统输出的数量
sizes.NumInputs = 0; %设置系统输入的数量
sizes.DirFeedthrough = 1; %设置系统直接通过量的数量，一般为1
sizes.NumSampleTimes = 1; % at least one sample time is needed
% 需要的样本时间，一般为1.
% 猜测为如果为n，则下一时刻的状态需要知道前n个状态的系统状态
sys = simsizes(sizes);
x0 = []; % 系统初始状态
str = []; % 保留变量，保持为空
ts = [0 0]; % 采样时间
simStateCompliance = 'UnknownSimState';
注意
- S-function的基础是现代控制理论的状态定义，S-function本身是一个系统，可以被设置为控制系统，也可以被设置为受控系统。因此本文所指的系统，均指S-function本身