实例讲解Simulink的MATLAB Function模块
实例讲解Simulink的MATLAB Function模块
MATLAB Function模块是Simulink中一个非常强大的功能模块，它允许用户使用M语言编写复杂的模块功能，并能够将这些M语言代码生成C代码，用于开发桌面应用和嵌入式应用。与Fcn模块相比，MATLAB Function模块支持的MATLAB内建函数更加广泛，包括支持代码生成和不支持代码生成的各类函数。本文将通过多个实例，详细介绍MATLAB Function模块的使用方法。
MATLAB Function模块简介
MATLAB Function模块的主要功能是将MATLAB代码包含在生成可嵌入式C代码的模型中。该模块位于Simulink/User-Defined Functions库和HDL Coder/User-Defined Functions库中。
与普通模块不同，双击MATLAB Function模块后打开的不是参数对话框，而是一个M代码编辑窗口，在这里可以编写M代码来描述输出y与输入u之间的关系。模块默认拥有1个输入端口u和1个输出端口y，但具体是否有输入输出端口取决于内部M函数的定义方式。
基本操作实例
实例1：基本操作
function y = fcn(u1,u2)
y = u1*u2;
end
点击界面的"Go to Diagram"按钮可以从脚本视图跳转回仿真视图。通过"Edit Data"功能，可以对输入和输出数据进行编辑，例如数据的类型、尺寸等属性。
实例2：多输入和多输出
fcn1函数
function [y,y1] = fcn1(u1,u2)
y = u1+u2;
y1 = u1*u2;
end
fcn2函数
function [y,y1] = fcn2(u)
y = u(1)+u(2);
y1 = u(1)*u2;
end
使用条件语句和循环语句
实例3：使用if语句
function y = fcn4(u)
if u>=5
y = 1;
elseif u<0
y = -1;
else
y = 0;
end
end
实例4：使用for语句
function y = fcn5(u)
num = length(u);
y = 0;
for i = 1:1:num
y = y +u(i);
end
end
使用Persistent变量保持状态
Persistent变量可以在函数调用的不同次数间保持上一次退出该函数的值。例如，可以使用Persistent变量实现一个累加模块：
function y = fcn(u)
%% u 是模块的输入
% y 是模块的输出
%函数功能：实现对输入的累加
persistent sum_total % 函数内部声明 可持续类型变量 sum_total
% 首先要判断persistent变量是否为空
if isempty(sum_total)
sum_total = 0;
end
sum_total = sum_total +u; %进行累加
y = sum_total;
仿真设置：将Clock模块的信号输入MATLAB Function模块并使用Scope模块接收y端口的输出值，解算器设置为固定步长，值为1。仿真结果如下：
添加Trigger信号
在Edit data中可以添加触发信号。例如：
实例5：添加触发信号
function y = fcn6(u)
num = length(u);
y = 0;
for i = 1:1:num
y = y +u(i);
end
end
使用Extrinsic函数
MATLAB Function模块支持在M编辑器内部定义子函数并调用，但不支持递归调用。使用不支持代码生成功能的MATLAB内建函数时，如绘图函数，需要使用eml.extrinsic声明为Extrinsic函数。例如：
function fcn(u)
%% 绘制三维图形
eml.extrinsic('plot3','scatter3','delete','close');%声明不能生成c代码的函数
len = length(u);%计算输入的长度
persistent data %声明持续性变量
if isempty(data) %判断持续性变量是否是空值
data = zeros(3,100000);%初始化
end
persistent n %声明采样数据次数的持续性变量 n
if isempty(n)
n = 1;
else
n = n +1;
end
data(:,n) = u;%存储输入的数据 3*n 每列数据是一个三维坐标(x,y,z)
persistent h
if isempty(h)
h = plot3(data(1,:),data(2,:),data(3,:),'bo');
else
delete(h);%每个采样时刻重新绘制图像以达到动态刷新的效果
h = plot3(data(1,:),data(2,:),data(3,:),'bo');
end
仿真设置：使用Clock模块、Fcn模块和Mux模块构成正弦、余弦和时间量3维输入。运行模型之后，会动态地绘制出每个采样时刻计算的值到坐标轴中，构成逐步上升的螺旋3-D图形。
仿真图：
产生的三维图形结果：
本文原文来自CSDN