戴毅茹同济matlab,Stateflow系统建模(全)解读.pptx

Stateflow系统建模(全)解读

Stateflow系统建模

同济大学 电子与信息工程学院

戴毅茹

内容提要

Stateflow入门介绍及基本概念

创建状态图

状态图仿真

流程图建模

Stateflow的基本简介：

Statefolw 是一种图形化的设计开发工具，是有限状态机的图

形实现工具，也称之为状态流。

主要用于simulink 中控制和检测逻辑关系。

使用这种图形化的工具可以实现各个状态之间的转换，解决复

杂的监控逻辑问题。

它和Simulink 同时使用,使得Simulink 更具有事件驱动控制能力。

有限状态机简介：

Stateflow 的仿真原理是有限状态机(finite state machine，简

称FSM)理论。

所谓有限状态机是指系统中存在可数的状态，在某些事件发生

时，系统从一个状态转换成另一个状态，故又称为事件驱动的系统。

在有限状态机的描述中，可以设计出由一种状态转换至另一种

状态的条件，并将每对可转换的状态均设计出状态迁移的事件，从

而构造出状态迁移图。

有限状态机示意图：

Stateflow允许用户：

(1)建立有限的状态。

(2)用图形的形式绘制出状态

迁移的条件。

(3)使用规定的命令设计状

态迁移执行的任务。

完成以上操作即构造出整

个有限状态机系统。

注：Stateflow 模型一般是嵌在Simulink 模型下运行的，Stateflow 是由事件

驱动的，这些事件可以来自某一个Stateflow 图中，也可以来自Simulink。

实例：DVD播放机

8缺省转移

1状态

2转移

3事件

4条件

5动作

7连接节点

6Counter数据对象

一个状态机(可以包含多个Chart)

用户可以利用Stateflow 编辑界面左侧的编辑工具绘制Stateflow图形，下面介绍常用的编辑工具。

1.状态工具

2.历史交汇工具

3.默认转移

4.连接节点

5.真值表

6.图形函数工具

7.内嵌Matlab函数

8.模型整理工具

10放大缩小工具

9.函数调用

创建状态图—插入图块Chart

在MATLAB命令窗口输入 >> sfnew

直接从stateflow库中拖Chart块到模型中

拖

创建状态图—几个术语

每个Chart被称作一个stateflow图块，每个图块都有对应的stateflow框图，模型中所有的图块的集合叫做stateflow状态机，且一个模型中只有一个状态机。

状态机

图块

框图

双击

图块包含的内容

创建状态图的几个重要图形对象

状态

连接节点

转移

转移标签

默认转移

添加注释

状态(Chart)

状态具有层次性

父状态

子状态

状态(Chart)

状态(Chart)

状态(Chart)

连接节点

转移

转移标签

事件

条件

条件动作

转移动作

如果在转移上没有定义事件和条件，则意味着该转移在任何事件发生时都会执行。

状态转移—使用条件

条件表达式包括 ：

逻辑运算或关系运算

以布尔变量作为返回值的函数

条件表达式不能通过调用函数而更改数据对象或影响状态

赋值表达式不能作为条件表达式

使用“与”操作符“&&”完成条件表达式的与操作

使用“或”操作符“| |”完成条件表达式的或操作

转移标签

事件

条件

条件动作

转移动作

转移标签

状态转移—动作语言

动作语言的功能：

执行数学计算：操作数据对象

调用函数：使用MATLAB或C语言的函数

触发事件：影响内部或外部的状态

状态转移—支持的数学运算

二元操作：* / %% + - ^ > < >= <= == ~= != <> & | && ||

一元操作： ~ ! - ++ --

赋值运算：= += -+ *= /=

位操作：>> <

状态转移—调用MATLAB函数

调用MATLAB 函数，需要在函数的名字前使用MATLAB命名空间运算符，如 y = ml.abs(x)

在使用ml运算符调用MATLAB函数时需要注意以下几点：

使用ml关键字调用的MATLAB函数，仅能使用标量或者字符串作为函数的输入参量

调用函数时的圆括号是必须，无论被调用的函数是否具有参量

如果调用的函数具有返回参数，则返回数值的类型必须为double型

如果具有多个返回变量，仅有第一个返回变量被赋值

状态转移—C语言数学函数

调用C语言数学函数：如y=abs(x)

下表中所列的数学函数可以被调用

状态转移—调用