1.S函数概述

S函数也称为Simulink中的系统函数，是用来描述模块的Simulink宏函数，支持M、C等多种语言。当Simulink默认的模块不能满足用户的需求时，用户可以通过S函数自己打造一个模块，实现自定义的算法或期待的动作。

2.S函数的类型

  • S函数有多种类型，按照语言分类有M、C、C++、Fortran等编写的；
  • 按照所支持功能多少分类，包括Level1和Level2；
  • 按照执行方式分类，可分为直接解释运行的M S函数和编译为Mex文件后执行的C Mex S函数。

Level1 M S函数输入输出端口最多位1且数据维数固定，Level2 M S函数的输入输出端口个数可以为多个，数据维数也可以动态改变。

编写一个既能用于仿真又能用于代码生成的算法时，需要给S函数编写同名的TLC文件。

由于M语言需要调用MATLAB解释器，故C Mex S函数运行速度比M S函数更快。

3.S函数的要素

一个Simulink模块包括输入、输出以及内部的状态量。除了3要素之外，还有一个无处不在的时间量。

所谓状态量，根据系统性质分为连续系统中的微分量和离散系统中的差分量。

dx/dt=f(t,x,u)

y=g(t,x,u)

4. S函数的组成及执行顺序

main
{
    初始化模型;
    计算下一个采样时间点（大步长）;
    while(未到达仿真终止时间）
    {
        计算模块的输出;
        更新离散状态量;
        if(此模型带有连续状态模块)
        {
        here:计算微分;
            计算模块的输出;
            if(精度未达标)
                goto here;
            过零检测;
            计算写一个采样时间点（大步长）;
        }
    }
    执行仿真终止动作;    
}
5.运行过程

仿真运行时，模型首先要对模块进行初始化，这个过程包括模块的实例化：输入/输出端口、信号唯独、端口数据类型及采样时间等的确定，模块参数的获取及个数检查，并决定模块的执行顺序等。

  •  实例化：Simulink标准库中提供的模块类似于C++等面向对象语言中的一个类，每当模块被拷贝或拖曳到模型中时，就相当于创建了这个类的一个对象，继承了这个类的属性并载入了默认的构造函数方法对其参数、端口等各个属性进行了初始化工作。
  • 信号维度：一根信号线传递的数据不仅可以是标量，也可以是一个向量或矩阵，一个模块的输出端口将具有这个数据维度的信号传递给相连的信号线然后再传递给下一个模块的输入端口，这些都是需要在初始化阶段确定下来的。
  • 端口数据类型：模块的输出/输出数据是浮点数还是固定点数，是8为、16位、32为或64位，有无符号，内建类型或者用户自定义类型，这些也在初始化阶段指定。
  • 采样时间：对于Simulink模型来说，解算器中的一个步长决定了整个模型最小的采样时间间隔。
  • 模型中模块的执行顺序：当众多模块同时存在于一个模型中时，Simulink是有明确的顺序优先度的。

6.安装MinGW-w64 C/C++ 编译器

在MATLAB中编译C/C++文件时出现以下情况：
说明缺少MinGW-w64 C/C++ 编译器。安装方法如下:

1)、下载MinGW-w64 C/C++ 编译器。

2、安装MinGW-w64 C/C++ 编译器。注意：按照默认路径安装。
       安装在其他盘的话，再添加路径的时候会出现 'D:\TDM-GCC-64' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序

3、在Windows 7/8/10上将MW_MINGW64设置为系统环境变量：

对于MATLAB R2015b至R2017a，MW_MINGW64_LOC环境变量可以：

（1）在Windows 7/8/10上将MW_MINGW64设置为系统环境变量（为整个系统级别设置）：

a、首先，确保你有管理权限。
b、打开计算机的"控制面板",打开”控制面板“中的”系统与安全“中的”系统“。也就是系统属性。

c、从上图菜单中选择系统属性。点击高级系统设置>高级选项卡。点击环境变量。

d、在系统变量下，选择新建。在“新建系统变量”对话框的“变量名称”字段中输入MW_MINGW64_LOC。
      在变量值字段中，键入MinGW-w64编译器安装的位置，例如“C：\ TDM-GCC-64”。

e、点击“确定”关闭对话框，然后关闭控制面板对话框。
（2）使用MATLAB将MW_MINGW64设置为临时环境变量：

   在MATLAB命令窗口中运行以下命令：

>> setenv('MW_MINGW64_LOC','C:\TDM-GCC-64')
其中“C:\TDM-GCC-64”是MinGW的安装目录。这种方法每次启动MATLAB forMATLAB来正确使用MinGW时，都需要运行这个命令。命令到你的“startup.m”文件。每次MATLAB启动时都会执行该命令。