S-函数是
系统函数(System Function)的
简称,又称S-function。常用MATLAB编写。
S-函数是
系统函数(System Function)的简称,是指采用非图形化的方式(即计算机语言,区别于Simulink的系统模块)描述的一个功能块。用户可以采用MATLAB代码,C,C++,FORTRAN等语言编写S-函数。S-函数由一种特定的语法构成,用来描述并实现连续系统、离散系统以及复合系统等动态系统;S-函数能够接受来自Simulink求解器的相关信息,并对求解器发出的命令作出适当的响应,这种交互作用非常类似于Simulink系统模块与求解器的交互作用。一个结构体系完整的S-函数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-函数模块是整个Simulink动态系统的核心。
根据S-函数代码使用的编程语言,S-函数可以分成M文件S-函数(即用MATLAB语言编写的S-函数)、C语言S-函数、C++语言S-函数以及Fortran语言S-函数等。通过S-函数创建的模块具有与Simulink模型库中的模块相同的特征,它可以与Simulink求解器进行交互,支持连续状态和离散状态模型。
S-函数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-函数可以充分利用MATLAB所提供的丰富资源,方便地调用各种工具箱函数和图形函数;使用C语言编写的S-函数可以实现对操作系统的访问,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块,并且允许用户自定义模块,那么为何还要使用S-函数呢?诚然,对于大多数动态系统仿真分析语言,使用Simulink提供的模块即可实现,而无需使用S-函数。但是,当需要开发一个新的通用的模块作为一个独立的功能单元时,使用S-函数实现则是一种相当简便的方法。另外,由于S-函数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-函数中使用文本方式输入公式、方程,非常适合复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。