没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于Stateflow事件控制仿真研究
需积分: 16 9 下载量 74 浏览量
2013-07-11
11:50:31
上传
评论 1
收藏 945KB DOC 举报
温馨提示
试读
44页
在当前控制领域中,使用基于MATLAB平台的Simulink/Stateflow组态仿真开发环境进行系统建模仿真已成为主流。不同于传统工控组态软件,这种基于模型的开发方法具有更好的通用性。该开发环境提供了以矩阵和向量计算为重点的数值分析可视化开发环境。Simulink提供了面向方框图的开发环境来完成动态系统组态开发和仿真,而Stateflow使用流程图和状态转换图来开发基于层次状态机的事件驱动系统。 Stateflow通过生成S-function Agent和Simulink实现无缝连接,两者可结合构建复杂系统的仿真模型。另外,Real-TimeWorkshop和StateflowCoder结合可以生成 Simulink和Stateflow模型的C代码。基于此特性,用户可交互式调整和检测代码,以及和MATLAB、Simulink环境以外的代码交互运行。用户还可以把生成的代码作为非实时或实时应用程序使用,包括加速仿真、快速原型化和硬件在回路仿真测试。系统仿真技术是以相似原理、控制理论、计算技术和各领域专业技术为理论基础,利用系统模型对实际或虚拟系统进行动态实验研究的综合性技术。
资源推荐
资源详情
资源评论
摘 要
在当前控制领域中,使用基于MATLAB平台的Simulink/Stateflow组态仿真开发环
境进行系统建模仿真已成为主流。不同于传统工控组态软件,这种基于模型的开发方
法具有更好的通用性。该开发环境提供了以矩阵和向量计算为重点的数值分析可视化
开发环境。Simulink提供了面向方框图的开发环境来完成动态系统组态开发和仿真,而
Stateflow使用流程图和状态转换图来开发基于层次状态机的事件驱动系统。
Stateflow 通过生成 S-function Agent 和 Simulink 实现无缝连接,两者可结合构建
复杂系统的仿真模型。另外,Real-TimeWorkshop 和 StateflowCoder 结合可以生成
Simulink 和 Stateflow 模型的 C 代码。基于此特性,用户可交互式调整和检测代码,
以及和 MATLAB、Simulink 环境以外的代码交互运行。用户还可以把生成的代码作
为非实时或实时应用程序使用,包括加速仿真、快速原型化和硬件在回路仿真测试。
系统仿真技术是以相似原理、控制理论、计算技术和各领域专业技术为理论基础,
利用系统模型对实际或虚拟系统进行动态实验研究的综合性技术。
关键词:矩阵实验室;仿真;状态流程;事件;C代码
I
ABSTRACT
M A T L A B b a s e d p l a t i f o r m a n d S i m u l i n k / S t a t e f l o w d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t a r e
w i d e ly u s e d i n m o d e l i n g a n d si m u l a t i n g s y s t e m i n t h e d o m a i n o f c o n t r o l s y s t em. U n l i k e
t r a d i t i o n a l i n d u s t r y c o n t r o l s o f t w a r e , m o d e l - b a s e d d e s i g n ( M A T L A B ) h a s b e t t e r
u n i v e r s a l i z a t i o n . S u c h d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t p r o v i d e s t h e v i s u a l n u m e r i c a l a n a l y s i s
d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t , w h i c h m a i n l y b a s e d o n M a t r i x a n d V e c t o r c o m p u t a t i o n .
S i m u l i n k o f f e r s a b l o c k d i a g r a m b a s e d d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t t o r u n a n d s i m u l a t e
dynamic systems. And Stateflow uses flow graph and state charts to implementevent-driven
system that based on HSM(hierarchy state machine).
G e n e r a t e d f r o m S t a t e f l o w , S - f u n c t i o n A g e n t c o u l d b e u s e d t o c o n n e c t S i m u l i n k
m o d e l s e a m l e s s l y , i n o r d e r t o d e v e l o p c o m p l e x s y s t e m m o d e l . F u r t h e r m o r e , R e a l - T i m e
w o r k s h o p a n d S t a t e f l o w C o d e r c o u l d c o m b i n e t o g e t h e r t o g e n e r a t e S i m u l i n k / S t a t e f l o w
model descripted by C programming language. Users could utilize such feature to testand
m o d i f y c o d e , a s w e l l a s t o i n t e r a c t i v e l y r u n w i t h c o d e s o u t s i d e M A T L A B , S i m u l i n k .
A d d i t i o n a l l y , u s e r s c o u l d u t i l i z e g e n e r a t e d c o d e i n t o v i r t u a l o r r e a l - t i m e
a p p l i c a t i o n, i n c l u d i n g a c c e l e r a t e d s i m u l a t i o n , r a p i d p r o t o t y p i n g a n d h a r d w a r e - i n - t h e - l o o p
simulation test. System simulation is the technology that, based on similarity principle, rapid
prototyping and expertise in certain area, utilizes system model to dynamically test realor
v i r t u a l s y s t e m . A n d b e c a u s e c o m p u t e r s a r e u s u a l l y u s e d t o i m p l e m e n t s i m u l a t i o n , i t
also named computer simualtion.
Key words: MATLAB;Simulink;Stateflow;Event;C code
II
目 录
摘 要...................................................................................................................I
ABSTRACT......................................................................................................II
目 录............................................................................................................I
第 1 章 绪 论.....................................................................................................1
1.1 引言............................................................................................................................1
第 2 章 Stateflow逻辑系统建模.......................................................................4
2.1 Stateflow逻辑系统建模理论....................................................................................4
2.2 模型驱动建模............................................................................................................4
2.3.1 Simulink模型基础...........................................................................................5
2.3.2 Stateflow模型基础..........................................................................................9
2.3.3 Matlab RTW和RTW-EC代码生成机制........................................................12
2.5 本章小结..................................................................................................................16
第 3 章 特定对象的事件控制系统仿真分析................................................17
3.2 水温、液位自我调节stateflow建模仿真...............................................................18
3.3 本章小结..................................................................................................................20
第 4 章 Stateflow代码自动生成...................................................................................21
4.1 背景..........................................................................................................................21
4.2 使用自动代码生成技术的动机和意义..................................................................22
4.3 代码自动生成过程..................................................................................................23
4.4 其他面向simulink和Stateflow的代码生成工具....................................................24
结 论................................................................................................................26
附 录A.............................................................................................................30
Stateflow动作语言........................................................................................................30
附 录B..............................................................................................................31
Stateflow的仿真结果及生成的源代码........................................................................31
..........................................................................................................................31
第 1 章 绪 论
1.1 引言
MATLAB 作为当今工程界最流行的计算软件,其应用范围涵盖了控制、电子、
通信 、航 空、 航海 、航 天等 众 多 领 域 。 在 项 目 开 发 和 系 统 设 计 过 程 中, 使用
MATLAB 可以提高设计速度、缩短设计时间、减少实验次数、降低研究成本,所以 ,
熟练掌握 MATLAB 已经成为从事工程设计研究必须具备的基本技能。因此,我在大
学期间也学习了学校开设的 MATLAB 课程。
Simulink 是基于 MATLAB 的图形化仿真设计环境,是 MATLAB 提供的进行动态
系统建模、仿真和综合分析的继承软件包。它使用图形化的系统模块对动态系统进行
描述,并在 此 基础上 采 用 MATLAB 的计 算 引 擎对动态 系 统在时域 内 进行求解 。
MATLAB 计算引擎主要对系统微分方程和差分方程求解
[1]
。Simulink 和 MATLAB 是
高度集成在一起的,因此,它们之间可以进行灵活的交互操作。Simulink 可以处理的
系统包括:线性、非线性系统;离散、连续及混合系统;单任务、多任务离散事件系
统等。
Stateflow 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,有人称
之为状态流。主要用于 Simulink 中控制和检测逻辑关系的表示。用户可以在进行
Simulink 仿真时,使用这种图形化的工具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。
在状态流图中,利用状态机原理、流图概念和状态转化图,状态流能够对复杂系
统的行为进行清晰、简洁的描述。
1.2 有限状态机简介
Stateflow 的仿真原理是有限状态机(Finite State Machine,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,故有限状态机又称为时间驱动的系统。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,并可对每对可转换的状态均设计状
态迁移事件,从而构造出状态迁移图
[2]
。
Simulink/Stateflow 为用户提供了图形界面支持的设计有限状态机的方法。它允许
用户建立有限的状态,用图形的形式绘制出状态迁移的条件,并使用其规定的命令设
1
剩余43页未读,继续阅读
资源评论
linuxwyx
- 粉丝: 0
- 资源: 1
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功