前言

承接上一篇文章(6条消息) Simulink学习记录：一种非线性系统自适应控制器的搭建_HFUTdumpling的博客-CSDN博客，本文记录了作者学习S函数（S—Fcn）的过程。

S-函数是系统函数（System Function）的简称，在Simulink中用非图形化的方式来描述一个模块。一个完整的S-函数结构体系包含了描述一个动态系统所需要的全部能力。使用S-函数用户可以向Simulink模型中添加自己的模块，可以自由选择使用MATLAB、C、C++等语言来创建自己的模块。

Simulink之——S函数 - 知乎 (zhihu.com)

正文

S——System，顾名思义S函数是用来搭建系统类型的函数（可以见到上一篇文章中，simulink来硬搭会导致线比较多）。而使用S函数来搭建的话，会使得整个系统看起来简单明了。

以下直接进入实例：

通过运用S函数来搭建该系统。（之前的k是通过一个式子去自适应他，现在将式子中的khats改成k，即相当于使用反步法来设计出这个控制器，这部分不理解不影响搭建）。

搭建过程

首先新建四个脚本，分别是plant（系统），ctrl（控制器），parameters（参数），BS_plot（绘图）。

parmmeters定义了几个参数，如下：

注意这里是通过结构体来定义的，以方便后续的使用。

在命令行窗口部分输入edit sfuntmpl，打开S函数。可以看到S函数是系统内置的一个函数。

注意一定不能更改该函数的内容。使用的时候全选复制粘贴到自己创建的脚本中即可使用。这里我们将该部分全部复制后分别粘贴至plant和ctrl里。

1. • plant搭建（即系统搭建）

首先简单说明一下S函数的结构：

这个是函数的整体结构，其中参数的意义大概如下：

t：时间；x：系统的状态（列向量）；u：系统的一个输入（列向量）；flag：标志

注意函数名“plant”需要与该脚本名相同（为了方便引用）

然后pa是引入的结构体参数，所以在函数中也需要申明。

往下滑动可以看到这一条，这是函数的初始化，以下是我对各函数意义的一些简单的注释：

这部分的数值是对系统搭建的一个初始化。

这里提一个点：

直接馈入：如果S函数的输出y或采样时间t与输入u有直接联系，就是直接馈入；否则不存在直接馈入情况

系统的结构是微分方程的结构，故需要在该函数（状态变量微分）中编辑：

系统的输出项：

至此，系统搭建完毕。

2. • ctrl搭建（即控制器搭建）

跟上部分一样，此处就直接看结果了。

初始化：

输出结果：

至此两个s函数搭建完毕。

3.在simulink中搭建起来

搭建结果大致如上。其中第一个模块是上一篇文章中搭建好的（(6条消息) Simulink学习记录：一种非线性系统自适应控制器的搭建_HFUTdumpling的博客-CSDN博客）。

中间的ctrl和plant模块则是用了S函数模块：

这里将名称“system”改为之前编辑好的s函数文件名称即可直接与之前编辑的文件对应起来了。然后自己申明的参数是需要写出来的（如pa）。

搭建好之后，在示波器中，我们可以看到仿真结果：

可以看到x1和x1d是能基本拟合的。

至此，非线性反步法的S函数搭建完毕。

*追加一个模块：

这个模块可以在simulink中作为输出，导出的数据可以存入工作区。用以下方法引用：

simulink中：

建立的脚本文件中：

再次感谢b站up：德狗追求独立

S-Function/S函数，一个实例带你直接上手（非线性反步法搭建）_哔哩哔哩_bilibili