Документация

О шагах расчета

Можно задать поведение S-функций шаг расчета mdlInitializeSampleTimes. Ваша S-функция может наследовать свои скорости от блоков, которые управляют ею или определяют свои собственные скорости.

Можно задать скорости S-функций (т.е. шаги расчета) как

С основанными на блоках шагами расчета, S-функция задает набор рабочих скоростей для блока в целом во время фазы инициализации симуляции. С шагами расчета на основе портов S-функция задает шаг расчета для каждого входного и выходного порта индивидуально во время инициализации. Во время фазы симуляции, с основанными на блоках шагами расчета, S-функция обрабатывает все входы и выходы каждый раз, когда попадание выборки происходит для блока. В отличие от этого, с шагами расчета на основе портов блок обрабатывает конкретный порт только, когда для этого порта происходит попадание выборки.

Для примера рассмотрим две скорости дискретизации, 0,5 и 0,25 секунды, соответственно:

Вы должны использовать основанные на портах шаги расчета, если ваше приложение требует неравных частот дискретизации для входа и выхода или если вы не хотите, чтобы накладные расходы были связаны с запущенными входными и выходными портами с самой высокой частотой дискретизации вашего блока.

В некоторых приложениях блоку S-Function может потребоваться работать внутри с одной или несколькими скоростями дискретизации во время ввода или вывода сигналов с другими скоростями. Гибридный метод определения частот дискретизации на основе блоков и портов позволяет создавать такие блоки.

В типичных приложениях вы задаете только один основанный на блоках шаг расчета. Расширенные S-функции могут потребовать спецификации шагов расчета на основе портов или нескольких блоков.

Основанные на блоках шаги расчета

S-функции MEX на C задают основанную на блоках информацию о шаге расчета в

В следующих двух разделах обсуждается, как задать основанные на блоках шаги расчета для S-функций C MEX. В третьем разделе представлен простой пример, который показывает, как задать шаги расчета в mdlInitializeSampleTimes. Подробный пример см. в разделе mixedm.c.

ssSetNumSampleTimes(S,numSampleTimes);

ssSetSampleTime(S, sampleTimePairIndex, sample_time)
ssSetOffsetTime(S, offsetTimePairIndex, offset_time)

[CONTINUOUS_SAMPLE_TIME,  0.0                       ]
[CONTINUOUS_SAMPLE_TIME,  FIXED_IN_MINOR_STEP_OFFSET]
[discrete_sample_period,  offset                    ]
[VARIABLE_SAMPLE_TIME  ,  0.0                       ]

[INHERITED_SAMPLE_TIME,  0.0                       ]

[INHERITED_SAMPLE_TIME,  FIXED_IN_MINOR_STEP_OFFSET]

if (ssIsContinuousTask(S,tid)) {
}

if (ssIsSampleHit(S,2,tid) {
}

static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)
{
  ssSetSampleTime(S, 0, 0.01);
  ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);
  ssSetSampleTime(S, 1, 0.5);
  ssSetOffsetTime(S, 1, 0.0);
} /* End of mdlInitializeSampleTimes. */

Определение шагов расчета на основе портов

Вы не можете использовать основанные на портах шаги расчета с S-функциями, которые не имеют ни входных, ни выходных портов. Если S-функция использует основанные на портах шаги расчета и не имеет портов, S-функция производит ошибки, когда модель Simulink обновляется или запускается. Если количество входа или выхода портов в S-функции переменно, в S-функцию должна быть добавлена дополнительная защита, чтобы убедиться, что общее количество портов не достигает нуля.

Чтобы использовать основанные на портах шаги расчета в вашей функции C MEX S, необходимо указать количество шагов расчета как основанных на портах в функции S mdlInitializeSizes метод:

ssSetNumSampleTimes(S, PORT_BASED_SAMPLE_TIMES)

Вы также должны задать шаг расчета каждого входного и выходного порта в S-функции mdlInitializeSizes метод, с использованием следующих макросов

ssSetInputPortSampleTime(S, idx, period)
ssSetInputPortOffsetTime(S, idx, offset)
ssSetOutputPortSampleTime(S, idx, period)
ssSetOutputPortOffsetTime(S, idx, offset)

Вызов ssSetNumSampleTimes могут быть помещены до или после того, как основанные на порте шаги расчета фактически указаны в mdlInitializeSizes. Однако, если ssSetNumSampleTimes не конфигурирует S-функцию для использования основанных на портах шагов расчета, любые шаги расчета, установленные на портах, будут проигнорированы.

Для любого данного порта можно задать

ssSetInputPortSampleTime(S, 0, -1);
ssSetInputPortOffsetTime(S, 0, 0);

if (!ssGetInputPortSampleTime(S,0)) {
    ssSetErrorStatus(S,"Cannot inherit a continuous sample time.")
};

Гибридные блоковые и портовые Шаги расчета

Гибридный метод назначения шагов расчета комбинирует основанные на блоках и основанные на портах методы. Вы сначала задаете, в mdlInitializeSizes, общее количество скоростей, с которыми работает ваш блок, включая как блочные, так и входные и выходные скорости, используя ssSetNumSampleTimes.

Затем установите SS_OPTION_PORT_SAMPLE_TIMES_ASSIGNED опция, использование ssSetOptions, чтобы сообщить механизму симуляции, что вы собираетесь использовать основанный на порте метод, чтобы задать скорости входного и выходного портов индивидуально. Далее, как и в основанном на блоках методе, вы задаете периоды и смещения всех частот блока, как внутренних, так и внешних, используя

ssSetSampleTime
ssSetOffsetTime

Наконец, как и в методе на основе портов, вы задаете скорости для каждого порта, используя

ssSetInputPortSampleTime(S, idx, period)
ssSetInputPortOffsetTime(S, idx, offset)
ssSetOutputPortSampleTime(S, idx, period)
ssSetOutputPortOffsetTime(S, idx, offset)

Обратите внимание, что каждая из назначенных частот портов должна быть такой же, как и одна из ранее объявленных частот блоков. Для примера S-функции см mixedm.c.

Мультирациональные блоки s-function

В многократном блоке S-Function можно инкапсулировать код, который определяет каждое поведение в mdlOutputs и mdlUpdate функции с оператором, который определяет, произошла ли выборка столкновение. В S-функции MEX на C ssIsSampleHit макрос определяет, является ли текущее время выборки хитом в течение заданного шага расчета. Макрос имеет следующий синтаксис:

ssIsSampleHit(S, st_index, tid)

где S является SimStruct, st_index определяет определенный индекс шага расчета и tid - идентификатор задачи (tid является аргументом в mdlOutputs и mdlUpdate функций).

Например, эти операторы в S-функции C MEX задают три шагов расчета: один для непрерывного поведения и два для дискретного поведения.

ssSetSampleTime(S, 0, CONTINUOUS_SAMPLE_TIME);
ssSetSampleTime(S, 1, 0.75);
ssSetSampleTime(S, 2, 1.0);

В mdlUpdate функция, следующий оператор инкапсулирует код, который определяет поведение для шага расчета 0,75 секунды.

if (ssIsSampleHit(S, 1, tid)) {
}

Второй аргумент, 1, соответствует второй шаг расчета, 0,75 секунды.

Используйте следующие линии, чтобы инкапсулировать код, который определяет поведение для непрерывного попадания выборки:

if (ssIsContinuousTask(S,tid)) {
}

/* Initialize the sample time and offset. */
static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)
{
  ssSetSampleTime(S, 0, CONTINUOUS_SAMPLE_TIME);
  ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);
}

ssSetNumSampleTimes(S, 1);

/* Initialize the sample time and offset. */
static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)
{
  /* Continuous state sample time and offset. */
  ssSetSampleTime(S, 0, CONTINUOUS_SAMPLE_TIME);
  ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);

  /* Discrete state sample time and offset. */
  ssSetSampleTime(S, 1, 0.1);
  ssSetOffsetTime(S, 1, 0.025);
}

ssSetNumSampleTimes(S, 2);

Мультирейт S-функций и шагов расчета ударов

Для решателей с фиксированным шагом Simulink использует целочисленную арифметику, а не арифметику с плавающей точкой, чтобы вычислить количество попаданий шаг расчета. Следовательно, время задачи является целым числом множителей из их соответствующих периодов шага расчета.

Этот метод вычисления становится важным, если вы рассматриваете выполнение логики Boolean на основе времени задачи в многократных S-функциях. Например, рассмотрим S-функцию, которая имеет два шага расчета. То, что (ssIsSampleHit (S, idx1) == истинный && ssIsSampleHit (S, idx2) == верный, не гарантирует что ssGetTaskTime (S, idx1) == ssGetTaskTime (S, idx2).

Синхронизация многократных блоков s-function

Если задачи, выполняемые с различными скоростями, должны совместно использовать данные, необходимо убедиться, что данные, сгенерированные одной задачей, действительны при доступе к другой задаче, выполняемой с другой скоростью. Можно использовать ssIsSpecialSampleHit макрос в mdlUpdate или mdlOutputs стандартная программа многоразовой S-функции, чтобы убедиться, что разделяемые данные действительны. Этот макрос возвращает true если попадание выборки произошло с одной скоростью, и попадание выборки также произошло с другой скоростью на том же временном шаге. Таким образом, это позволяет более высокоскоростной задаче предоставлять данные, необходимые для более медленной задачи со скоростью, которую может принять более медленная задача. При использовании ssIsSpecialSampleHit макрос, более медленный шаг расчета должно быть целым числом, кратным более быстрому шагу расчета.

Предположим, для примера, что ваша модель имеет вход порт, работающий с одной скоростью (с индексом шага расчета 0) и выход порт, работающий с более низкой скоростью (с шагом расчета индексом 1). Кроме того, предположим, что вы хотите, чтобы выходной порт выводил значение на текущий момент на вход. Следующий пример иллюстрирует использование этого макроса.

if (ssIsSampleHit(S, 0, tid) {
  if (ssIsSpecialSampleHit(S, 0, 1, tid) {
     /* Transfer input to output memory. */
     ...
  }
}

if (ssIsSampleHit(S, 1, tid) {
   /* Emit output. */
   ...
}

В этом примере первый блок запускается, когда попадание выборки происходит со скоростью входа. Если попадание также происходит со скоростью выхода, блок передает вход в выходную память. Второй блок запускается, когда попадание выборки происходит со скоростью выхода. Он передает вывод в своей области памяти на выход блока.

Обратите внимание, что более высокоскоростные задачи всегда выполняются перед более медленными задачами. Таким образом, вход задача в предыдущем примере всегда запускается перед выходом задачей, гарантируя, что действительные данные всегда присутствуют в выходе порту.

Определение Модели-ссылки наследования шага расчета

Если ваша C MEX S-функция наследует свои шаги расчета от блоков, которые управляют ею, ваша S-функция должна указать, могут ли модели-ссылки, содержащие вашу S-функцию, наследовать шаги расчета от их родительской модели. Если выход S-функции не зависит от его унаследованного шага расчета, используйте ssSetModelReferenceSampleTimeInheritanceRule макрос, чтобы задать для S-функции шага расчета правила наследования значение USE_DEFAULT_FOR_DISCRETE_INHERITANCE. В противном случае установите правило на DISALLOW_SAMPLE_TIME_INHERITANCE запретить наследование шаг расчета для ссылочных моделей, которые включают S-функции, выходы которых зависят от их унаследованного шага расчета и тем самым избегают непреднамеренных ошибок симуляции.

Если вы не уверены, зависит ли выход существующей S-функции от ее унаследованного шага расчета, проверьте, вызывает ли она любой из следующих макросов C:

или функции TLC:

Если ваша S-функция не вызывает ни один из этих макросов или функций, ее выход не зависит от ее унаследованных шагов расчета и, следовательно, безопасно использовать в ссылочных моделях, которые наследуют их шаг расчета.

static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid) {
    const real_T *u = (const real_T*) 
    ssGetInputPortSignal(S,0);
    real_T       *y = ssGetOutputPortSignal(S,0);
    y[0] = ssGetSampleTime(S,tid) * u[0];
}

ssSetModelReferenceSampleTimeInheritanceRule
(S, DISALLOW_SAMPLE_TIME_INHERITANCE);