matlab augstate,【原创】MATLAB初体验三（stateflow建模）

本帖最后由 史上最强 于 2012-8-12 21:24 编辑

下面我对Stateflow做一个简要介绍。Stateflow是基于有限状态机，对于事件的建模工具。说多了大家也不爱听，我就讲一会儿用的上几个要点，一个时刻必须停留在某个状态中(图中的长方形)。

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下面我讲一下Simulink框图的意思，左边的阶跃函数相当于超声波传感器，0s到10s为50，也就是传感器离物体比较远。20s到30s的时候为10，也就是传感器离物体比较近。30s到80s的时候为50，也就是距离变远了。然后经过一个Chart模块，输出两个电机的转速，分别给示波器看波形。我想这个流程大家也看懂了。其中Step函数的参数以及波形如图3, 图4, 图5所示。

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然后就是今天的重头戏Chart模块了，其中图1的Chart就是Stateflow，点开后如图2所示。首先数据从左上角的箭头进到Straight_line状态中并停留在状态中，进入状态的时候并修改输出变量MotorL与MotorR为50，也就是转速为50。当传感器数值小于20的时候，进行状态转移，移动到Turn_right状态中，并修改输出变量MotorL与MotorR进行转弯。延时59s后(这个我是为了测试方便，实际自己变成可以改成0.5s，或者经过测试)，也就是第60s的时候转移到Straight_line状态中。其中输出变量就是MotorL和MotorR。输入变量是Sensor。大家可以从图1中看到。

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测试80s后输出的数据如图6，图7所示。

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状态机不仅仅可以这样串行工作，也可以进行并行工作。没有人提问相关问题，我也就不再建模解决了。

现在可以验证说明我的模型的正确性后，把输入输出模块去掉，连接NXT硬件模块，如图8所示，然后Crit+B就可以生成代码了

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结语：Stateflow这种状态机的建模，比C语言要简练许多，我可以生成标准C文件让大家看看生成代码的简练程度。Simulink建模的好处就是建立模型简单，底层驱动不用自己编写，有现成的模块。下面附上状态机的代码，会发现MATLAB生成的代码规范性很强，而且效率很高。(代码看着长的原因有数据初始化，还有就是都是注释)

/*

* File: Chart.c

*

* Code generated for Simulink model 'Chart'.

*

* Model version                  : 1.3

* Simulink Coder version         : 8.2 (R2012a) 29-Dec-2011

* TLC version                    : 8.2 (Dec 29 2011)

* C/C++ source code generated on : Sun Aug 12 20:57:10 2012

*

* Target selection: ert.tlc

* Embedded hardware selection: 32-bit Generic

* Code generation objective: Execution efficiency

* Validation result: Not run

*/

#include "Chart.h"

#include "Chart_private.h"

/* Named constants for Chart: '/Chart' */

#define Chart_IN_Straight_line         ((uint8_T)1U)

#define Chart_IN_Turn_right            ((uint8_T)2U)

/* Block signals (auto storage) */

BlockIO_Chart Chart_B;

/* Block states (auto storage) */

D_Work_Chart Chart_DWork;

/* External inputs (root inport signals with auto storage) */

ExternalInputs_Chart Chart_U;

/* External outputs (root outports fed by signals with auto storage) */

ExternalOutputs_Chart Chart_Y;

/* Real-time model */

RT_MODEL_Chart Chart_M_;

RT_MODEL_Chart *const Chart_M = &Chart_M_;

/* Model step function */

void Chart_step(void)

{

/* Chart: '/Chart' incorporates:

*  Inport: '/Sensor'

*/

Chart_DWork.presentTicks = Chart_M->Timing.clockTick0;

Chart_DWork.elapsedTicks = Chart_DWork.presentTicks -

Chart_DWork.previousTicks;

Chart_DWork.previousTicks = Chart_DWork.presentTicks;

if ((uint32_T)Chart_DWork.temporalCounter_i1 + Chart_DWork.elapsedTicks <= 63U)

{

Chart_DWork.temporalCounter_i1 = (uint8_T)((uint32_T)

Chart_DWork.temporalCounter_i1 + Chart_DWork.elapsedTicks);

} else {

Chart_DWork.temporalCounter_i1 = 63U;

}

/* Gateway: Chart */

/* During: Chart */

if (Chart_DWork.is_active_c1_Chart == 0) {

/* Entry: Chart */

Chart_DWork.is_active_c1_Chart = 1U;

/* Entry Internal: Chart */

/* Transition: ':10' */

Chart_DWork.is_c1_Chart = Chart_IN_Straight_line;

/* Entry 'Straight_line': ':1' */

Chart_B.MotorL = 50.0;

Chart_B.MotorR = 50.0;

} else if (Chart_DWork.is_c1_Chart == Chart_IN_Straight_line) {

/* During 'Straight_line': ':1' */

if (Chart_U.Sensor < 20.0) {

/* Transition: ':5' */

Chart_DWork.is_c1_Chart = Chart_IN_Turn_right;

Chart_DWork.temporalCounter_i1 = 0U;

/* Entry 'Turn_right': ':2' */

Chart_B.MotorL = 30.0;

Chart_B.MotorR = 0.0;

}

} else {

/* During 'Turn_right': ':2' */

if (Chart_DWork.temporalCounter_i1 >= 37U) {

/* Transition: ':4' */

Chart_DWork.is_c1_Chart = Chart_IN_Straight_line;

/* Entry 'Straight_line': ':1' */

Chart_B.MotorL = 50.0;

Chart_B.MotorR = 50.0;

}

}

/* End of Chart: '/Chart' */

/* Outport: '/MotorL' */

Chart_Y.MotorL = Chart_B.MotorL;

/* Outport: '/MotorR' */

Chart_Y.MotorR = Chart_B.MotorR;

/* Update absolute time for base rate */

/* The "clockTick0" counts the number of times the code of this task has

* been executed. The resolution of this integer timer is 1.6, which is the step size

* of the task. Size of "clockTick0" ensures timer will not overflow during the

* application lifespan selected.

*/

Chart_M->Timing.clockTick0++;

}

/* Model initialize function */

void Chart_initialize(void)

{

/* Registration code */

/* initialize real-time model */

(void) memset((void *)Chart_M, 0,

sizeof(RT_MODEL_Chart));

/* block I/O */

(void) memset(((void *) &Chart_B), 0,

sizeof(BlockIO_Chart));

/* states (dwork) */

(void) memset((void *)&Chart_DWork, 0,

sizeof(D_Work_Chart));

/* external inputs */

Chart_U.Sensor = 0.0;

/* external outputs */

(void) memset((void *)&Chart_Y, 0,

sizeof(ExternalOutputs_Chart));

/* InitializeConditions for Chart: '/Chart' */

Chart_DWork.is_active_c1_Chart = 0U;

Chart_DWork.is_c1_Chart = 0U;

Chart_B.MotorL = 0.0;

Chart_B.MotorR = 0.0;

Chart_DWork.presentTicks = 0U;

Chart_DWork.elapsedTicks = 0U;

Chart_DWork.previousTicks = 0U;

/* Enable for Chart: '/Chart' */

Chart_DWork.presentTicks = Chart_M->Timing.clockTick0;

Chart_DWork.previousTicks = Chart_DWork.presentTicks;

}

/* Model terminate function */

void Chart_terminate(void)

{

/* (no terminate code required) */

}

/*

* File trailer for generated code.

*

* [EOF]

*/复制代码