S函數的相關概念與寫法，直接在幫助文件中搜：【MATLAB S-Functions Create custom blocks defined】、【S-Function Concepts】等

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S函數模塊可以從下圖中拖出來：

圖 1

其中S-Function是正宗的S函數模塊，旁邊還有一個S-Function builder是給新手用的，只要學會了S函數模塊，S builder模塊自然一看就懂。

使用S函數模塊的步驟：①寫S函數的.m文件, 并把m文件所在的文件夾加入搜索路徑，如下圖2所示。②在simulink中拖出S函數，并填上m文件的名字，如果有參數（下文會講到），也把參數名填上，如下圖3所示。然后就可以執行仿真了

圖2

圖3

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下面是最關鍵的部分，如何寫S函數：

寫S函數的本質就是寫一堆回調函數，C/C++程序員對回調函數應該很熟悉了，既然是回調函數，那寫之前必須要知道形參和返回值的格式，這個格式從哪查？直接在matlab命令行執行：?edit sfuntmpl，就直接打開了官方提供的模板，連格式都不用查了，直接仿照官方模板把函數體改改蓋就行了，方便。

（1）S函數的總函數

把官方模板的代碼拷到一個新文件里，并命名為自定義名稱，我取的名字是oneOrderModule.m，然后把函數名也改成和文件名相同，我的是這樣的：function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = oneOrderModule(t,x,u,flag, T)

我與官方版不同的是，自己加了一個參數T，如果你還想添加更多參數，直接在形參表里添加就行了。添加的形參的實參值，來自于圖3的第二個輸入框，這個輸入框可填常量，也可以填工作區變量名。

形參：①當前的仿真時間t，單位為秒，該參數可以用來描述變參數系統，例如你想實現【在t>2S時，把系統增益給改掉】這一功能，就可以通過判定t的值來實現；②x為狀態列向量；③輸入列向量u；④flag為當前狀態機的第幾步，例如實參送進來的flag=0代表S函數需要初始化，flag=1代表要更新連續狀態

返回值：在不同的狀態步下（也即flag不同時），返回值的意義是不同的，在模板文件的注釋中都講到了：

例如flag=0時，需要返回：輸入輸出狀態變量等的大小SIZES、狀態變量的初值X0等。。。
又如flag=3時，返回值sys代表輸出向量Y，也即狀態空間表達式第2式，Y=CX+DU

不同flag下返回值得寫法，將在下面的各個函數中依次講解

（2）系統初始化

當我么在函數中檢測到flag=0時，意味著simulnk需要我們返回系統初始化的一些信息。
實際上，我們可以直接把flag=0時需要執行的代碼直接寫在switch-case中，但是為了使程序更清晰，我們也仿照官方模板，在case中調用初始化函數mdlInitializeSizes，我們把代碼寫在初始化函數中。

function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizessizes = simsizes;sizes.NumContStates = 1;%連續狀態向量的元素數目 sizes.NumDiscStates = 0;%離散狀態向量的元素數目 sizes.NumOutputs = 2;%輸出向量的元素數目 sizes.NumInputs = 1;%輸入向量的元素數目 sizes.DirFeedthrough = 1;%輸入是否直接饋通到輸出 sizes.NumSampleTimes = 1; % 采樣時間矩陣的行數（必須設為>=1），另外列數固定為2，無需設置sys = simsizes(sizes);%把以上賦值好的結構賦給返回值 x0 = [0];%設置狀態向量的初值 str = [];%保留參數，不用管 ts = [0 0];%采樣時間設置，必須為mx2維度，其中m為上面sizes.NumSampleTimes的值 simStateCompliance = 'UnknownSimState';

此函數中，按照回調函數的要求，sys的返回要返回一些成員的尺寸大小，我們可以一個個為sys(1)、sys(2)。。等依次賦值，但我們不會這么做，因為官方模板為我們提供了一個輔助數據結構的實體simsizes，直接把他復制出來把成員值改好，再賦值給返回值sys即可。simsizes的成員有6個，其中有2個需要單獨講一下：

①直接饋通標志DirFeedthrough，這個東西實際上就是看看狀態空間表達式第2式Y=CX+DU中的D矩陣是否為0矩陣，如果不是，那我們必須把饋通標志設為1。從回調函數來看，只要我們把DirFeedthrough設成了1，那么當flag=3時，系統會把t、u兩個參數傳進總函數oneOrderModule中，如果DirFeedthrough設成了0，那么當flag=3時，我們在oneOrderModule函數或者mdlOutputs函數中中將無法讀到t的值（實際讀出來總是0），也無法讀到u的值（實際讀出來總是一個只含Nan元素的向量）。

②采樣時間矩陣的行數NumSampleTimes
這個東西有些復雜，從直觀上看，它決定了【采樣時間矩陣ts】的行數，ts矩陣是NumSampleTimes行2列的矩陣。ts的每一行均包含一個數據對：[ 采樣時間? ?偏移量 ]，這些數據對不是亂填的，可選就這么幾種形式：

采樣時間可以理解為采樣周期，真正的采樣時刻=n*周期+偏移量。
對于連續系統，采樣時間應設為0，matlab也提供宏CONTINUOUS_SAMPLE_TIME，該宏的值=0。
對于固定步長的離散系統，可以直接設置采樣間隔和偏移，形如：[ 0.1? ?0.02 ]
對于變步長的離散系統，可以設置為：[VARIABLE_SAMPLE_TIME,? 0.0]，這種參數需要同時把simulink求解器solver設置成變步長的。
繼承前一模塊的采樣點，可以設置為：[INHERITED_SAMPLE_TIME, FIXED_IN_MINOR_STEP_OFFSET或0]。

更多知識點，可以搜索這幾個宏名來學習。

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（3）連續系統更新、離散系統更新

這兩個函數分別為mdlDerivatives和mdlUpdate，如果需要支持自定義的參數，那么直接修改函數的形參表即可，在我的例子中，我附加了一個T參數，那么我的連續系統更新函數是這樣的：

function sys=mdlDerivatives(t,x,u, T) A = [-1/T]; B = [1/T]; sys = A*x+B*u;

原理是這樣的，典型一階系統的微分方程：

如果系統中存在離散狀態，那么就在mdlUpdate中寫出離散狀態空間表達式即可，如果沒有離散狀態，就直接sys返回空矩陣。

（4）輸出函數

function sys=mdlOutputs(t,x,u) C = [1 1]; D = [01];sys = C * x + D * u; %sys = [x t];

這個也沒啥好說的，描述一下輸出向量即可。不過提醒一下，如果使用了 u或t 參數，不要忘記把饋通標志置1，否則在本函數中收不到t和u的實參值。

這個函數描述了兩個輸出: y(1)=x，y(2)=x+u

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下面看一下仿真結果：

和預想的一樣，沒毛病。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的matlab/simulink中带参数的S-Function（S函数）的写法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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