一、理想质量 - 弹簧 - 阻尼系统
弹簧-质量-阻尼系统是一种比较普遍的机械振动系统，生活中也随处可见这种系统，例如汽车缓冲器就是一种可以耗减运动能量的装置，是保证驾驶员行车安全的必备装置。我们通过建立理想的质量 - 弹簧 - 阻尼系统的二阶物理系统模型，来学习simulink的应用。系统方程的的组成部分为质量，刚度和阻尼，方程如下所示：
接下来我们建立模型如下所示：
我们打开红色文本 Parameter Initialization，里面是一些参数初始化命令，如下所示：
在运行模型前，点击该文本，触发回调函数，完成参数初始化过程，点击之后，我们观察到工作空间中的变量如下：
参数初始化以后，我们运行模型：
二、C代码自动生成
本示例学习如何为Simulink模型选择目标，生成用于实时模拟的C代码以及查看生成的文件。该模型代表一个8位计数器，为一个触发子系统提供信号，该子系统由常量模块INC，LIMIT和RESET等组成。 输入和输出表示模型的I / O，放大器子系统通过增益系数K放大输入信号，当信号equal_to_count为真时，增益系数K更新。
模型如下所示：
打开放大器子系统，可以看到内部结构如下：
变量的参数初始化如下所示：
建立好模型以后，单击Simulation -> Configuration Parameters，从模型编辑器打开Configuration Parameters对话框：
为了生成特定目标环境或目的代码，我们需要使用系统目标文件提供一些内置目标选项，系统目标文件控制目标代码的生成过程。
设置完成以后，回到模型窗口，使用快捷键Ctrl + B生成代码：
在生成的文件当中，我们找到这几个源文件和头文件：
接下来我们解读自动生成的代码，为了方便起见，我们把它的注释删除掉。
头文件 example2018_7_25.h 如下所示：
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75#ifndef RTW_HEADER_example2018_7_25_h_ #define RTW_HEADER_example2018_7_25_h_ #include <stddef.h> #include <string.h> #ifndef example2018_7_25_COMMON_INCLUDES_ # define example2018_7_25_COMMON_INCLUDES_ #include "rtwtypes.h" #include "rtw_continuous.h" #include "rtw_solver.h" #endif #include "example2018_7_25_types.h" #include "multiword_types.h" #ifndef rtmGetErrorStatus # define rtmGetErrorStatus(rtm) ((rtm)->errorStatus) #endif #ifndef rtmSetErrorStatus # define rtmSetErrorStatus(rtm, val) ((rtm)->errorStatus = (val)) #endif typedef struct { uint8_T X; } DW_example2018_7_25_T; typedef struct { ZCSigState Amplifier_Trig_ZCE; } PrevZCX_example2018_7_25_T; typedef struct { int32_T Input; } ExtU_example2018_7_25_T; typedef struct { int32_T Output; } ExtY_example2018_7_25_T; struct tag_RTM_example2018_7_25_T { const char_T *errorStatus; }; extern DW_example2018_7_25_T example2018_7_25_DW; extern ExtU_example2018_7_25_T example2018_7_25_U; extern ExtY_example2018_7_25_T example2018_7_25_Y; extern void example2018_7_25_initialize(void); extern void example2018_7_25_step(void); extern void example2018_7_25_terminate(void); extern RT_MODEL_example2018_7_25_T *const example2018_7_25_M; #endif
头文件 example2018_7_25_private.h 如下所示：
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8#ifndef RTW_HEADER_example2018_7_25_private_h_ #define RTW_HEADER_example2018_7_25_private_h_ #include "rtwtypes.h" #include "multiword_types.h" #endif
源文件如下所示：
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141#include "example2018_7_25.h" #include "example2018_7_25_private.h" // UnitDelay Block states DW_example2018_7_25_T example2018_7_25_DW; // Previous zero-crossings (trigger) states PrevZCX_example2018_7_25_T example2018_7_25_PrevZCX; // External inputs ExtU_example2018_7_25_T example2018_7_25_U; // External outputs ExtY_example2018_7_25_T example2018_7_25_Y; // Real-time model RT_MODEL_example2018_7_25_T example2018_7_25_M_; RT_MODEL_example2018_7_25_T *const example2018_7_25_M = &example2018_7_25_M_; /* Model step function */ void example2018_7_25_step(void) { boolean_T rtb_equal_to_count; // 定义了一个布尔变量，用来表示比较结果 example2018_7_25_DW.X++; // example2018_7_25_DW.X是延时模块的值，即累加值， // 由于模型中的INC为常数1，所以每次加1。 // 首先呢，变量example2018_7_25_DW是一个结构体，其变量声明语句如下所示： // extern DW_example2018_7_25_T example2018_7_25_DW; // 显然，DW_example2018_7_25_T代表一个结构体，我们找到这个结构体的定义如下： // typedef struct{ // uint8_T X; // } DW_example2018_7_25_T; rtb_equal_to_count = (example2018_7_25_DW.X != 16); if ( rtb_equal_to_count && (example2018_7_25_PrevZCX.Amplifier_Trig_ZCE != POS_ZCSIG)) { example2018_7_25_Y.Output = example2018_7_25_U.Input << 1; // 对于逻辑（算术）左移，且不发生溢出时，结果增加两倍， // 这正好对应于模型中触发子系统中的增益模块的增益值2 } // 首先呢，变量example2018_7_25_PrevZCX 也是一个结构体变量，其变量声明语句如下所示： // PrevZCX_example2018_7_25_T example2018_7_25_PrevZCX; // 显然，PrevZCX_example2018_7_25_T是一个结构体，其结构体定义如下： // typedef struct { // ZCSigState Amplifier_Trig_ZCE; // } PrevZCX_example2018_7_25_T; // 那么，变量example2018_7_25_U 的定义如下： // ExtU_example2018_7_25_T example2018_7_25_U; // 结构体 ExtU_example2018_7_25_T的定义如下： // typedef struct { // int32_T Input; // } ExtU_example2018_7_25_T; // 最后，变量example2018_7_25_Y 的定义如下： // ExtY_example2018_7_25_T example2018_7_25_Y; // 结构体 ExtY_example2018_7_25_T 的定义如下： // typedef struct { // int32_T Output; // } ExtY_example2018_7_25_T; example2018_7_25_PrevZCX.Amplifier_Trig_ZCE = rtb_equal_to_count; // 更新触发状态 if (!rtb_equal_to_count) { example2018_7_25_DW.X = 0U; } // 当布尔值rtb_equal_to_count为假时，代表计数器已经计数到16了， // 当计数到16时，需要重新将延时模块UnitDelay的状态值（即累加值）归零， // 此时0U表示无符号形式存储的零值 // 在头文件中，还有定义： // Logical type definitions /* #if (!defined(__cplusplus)) # ifndef false # define false (0U) # endif # ifndef true # define true (1U) # endif #endif #endif */ } /* Model initialize function */ void example2018_7_25_initialize(void) { rtmSetErrorStatus(example2018_7_25_M, (NULL)); // 首先，变量example2018_7_25_M的定义如下： // RT_MODEL_example2018_7_25_T * const example2018_7_25_M = &example2018_7_25_M_; // 那么，RT_MODEL_example2018_7_25_T又是个什么数据类型呢？可以看到定义如下： // typedef struct tag_RTM_example2018_7_25_T RT_MODEL_example2018_7_25_T; (void) memset((void *)&example2018_7_25_DW, 0,sizeof(DW_example2018_7_25_T)); // 将example2018_7_25_DW所在的内存空间赋0 // memset函数经常用于清0 example2018_7_25_U.Input = 0; example2018_7_25_Y.Output = 0; example2018_7_25_PrevZCX.Amplifier_Trig_ZCE = POS_ZCSIG; example2018_7_25_DW.X = 0U; example2018_7_25_Y.Output = 0; } /* Model terminate function */ void example2018_7_25_terminate(void) { /* (no terminate code required) */ }
显然自动生成的代码默认变量的数据类型为结构体，因此程序中运用了大量的结构体类型，读起来额外的费劲，后期可以自己手动完善来增强的代码的可读性。当然源文件当中没有主函数，不能直接运行，里面只是逻辑代码，也没有涉及到硬件的底层驱动。不过，基于模型的设计还是能够加快项目的研发速度，降低研发成本。
最后
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