s函数变步长仿真初探

kokyo52

有时候我们会遇到一些问题，比如在仿真的某些时候步长需要短一些，而其他时候，步长可能比较长就可以满足要求，以前我就在这里写过一篇文章，是关于使用使能子系统里加入方波发生器来改变仿真的步长的，现如今，技术不断发展，我发现原来Matlab本身就有很好的方式来解决这一问题，无需我们绞尽脑汁搭出那么复杂的模型了，那么我们就来看一看到底是什么东西可以满足这样一个要求~~
s-function功能强大，众所周知，可是正是因为强大，所以稍稍复杂，但是我一直认为Matlab是非常人性化的，各种重要的数据接口都已经在s-function中一览无余，其中，就有变步长这一环节。
在s-function 的 mdlInitializeSizes 函数中，需要指定该s-function的采样时间，即
%
% initialize the array of sample times
%
ts  = [0 0];
注意 ，默认是【0 0】，在我的 Matlab7.0中，注释为: Continuous sample time.
在sfuntmpl.m这个文件里，还介绍了：
【0      1】 : Continuous, but fixed in minor stepsample time.
【-2     0】 : Variable step discrete sample time where FLAG=4 is used to get time of next hit.
好了，我们看到了变步长的【-2  0】，那么我们只需要在
  case 4
    sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);
的函数中设置一下，比如根据时间 t 来判断是否变化步长，或者 x ，或者u等等等等，看自己喜好（任务要求）了~~
举个简单的例子如下：
if t > 10
t = t + 1;
else
t = t + 0.1;
end
呵呵，例子不错吧~原创

前面看看帮助都知道，重点是后面：
1.有了上面的设置之后呢，不要以为你的整个大模型(比如说是一个大的连续系统包括很多很多小模块小s-function)会按照这个小小的s-function的设置来进行。上面讲的变步长，只保证了每次计算进入你这个s-function时，能够以一秒一秒（10s后是0.1秒0.1秒）的频率调用这个函数，但是！外面的那些小模块什么的，可能有自己的采样时间，或者说根本没有，是继承系统的采样时间。这样子的话，很可能外面的函数计算了很多次，而这个模块只被调用一次而已。
如果是这样一种普遍的特殊情况：即其他子系统都是继承大系统的采样时间，只有这一个s-function自己有采样时间而且需要变来变去。那么，我们就可以设置大系统的max step size 为 auto，且 min step size 为 auto，这样，整个系统基本上就听这个s-function的话了，而且，在需要精细仿真的时候，速度降下来，其他时候，全速前进~~
2.另外一点需要注意：s-function 给出 flag 的 顺序是（初始化之后且ts = 【-2 0】的情况下）：4 -> 3 -> 2 -> 4 -> 3 ->2 ->......
也就是说，系统首先计算下一个t，然后才去访问什么输出啊、更新啊之类的东西，所以，如果你希望拿各种各样的条件来判断是否需要变步长了，注意一下这个顺序，不要给自己造成不必要的麻烦。尤其是在步长变得很厉害的情况下，比如本来是10s，现在是0.1s，那可不要让这个 s-function 把 10s 直接跳过去了。

好了，就到这里，在此抛砖引玉，希望对此有研究的大侠们不吝赐教，想几天前真的很头疼，现在总算可以松一口气了~~ 分享一下拙见而已

写完之后才发现，原来Matlab自己有一个例子是关于s-function变步长模块的：vsfunc.m

[ 本帖最后由 kokyo52 于 2008-10-23 00:00 编辑 ]

小星星

不错的教程！！！！