s函数及其在风速与风力机仿真中的应用

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1、S函数理论及其在风速与风力机仿真中的应用摘要s闲数足system-function的简称，它采用非I冬I形化的方式描述-•个功能块。SW数可以用很多髙级语言实现，可以利用matlab的M文件实现s函数。由于s函数适用于用数学方程描述的系统，所以，风速以及风力机的仿真可以用s函数实现，根裾它们的数学方程，可以编写出相应的s函数，实现其功能。关键字s函数仿真风速风力机Abstracts-functionistheabbriviationofsystem-functionjtdescripesamodueinanon-graphicalway.s-funct

2、ioncanbeimplementedinmanyhighlevellanguage，itcanbeimplementedbytheMfileofmatlab.Thesimulationofwindspeedandwindmillcanbeimplementedbys-functionfors-functionisappliedtothesystemswhicharcdcscripcdbynumericalequations,wccanconpilcrelevants-functiontoimplementthefeaturesbasedontheir

3、numericalequations.Keywordss-functionsimulationwindspeedwindwill引言在很多情况K，Simulink现有的模块己经不能满足川户的需要，这时可以自己编写相应的代码来完成对模块功能的需求。S函数则提供了一个代码和Simulink模块之间的接口，用来实现对模块的编程。s函数在风速与风力机仿真屮的应用，可以很好地简便地对数学方程描述的系统进行仿真，并可以进行灵活的参数设置。Is函数理论1.1S函数简介s函数足system-function的简称，它采用昨图形化的方式描述一个功能块。s函数由一种特定的

4、语法构成，用来描述并实现连续系统、离散系统以及复合系统等动态系统。s函数能够接收來自simulink解算器的相关内容并对解算器发出的命令做出适当的响应。s函数可以采用matlab、C、C++、Fortran等语言編写。1.2s函数应用场合在使用simulink吋，如果需要开发一个新的通用模块作为一个独立的功能单元吋，使用s函数是一种简便的方法，由于s函数可以使川多种高级语言编写，所以吋以很好地实现代码移植,在s蚋数屮使川文本方式输入公式，很适合复杂动态系统的数学描述，在仿真过程屮，可以对仿真进行更精确的控制。S函数一般应用于：向simulink增加一些

5、新的通用块；增加作为硬件驱动程序的块；由已存在的C程序代码构成s函数模块;使用一组数学方程对系统进行描述;构建用于图形动画表现的s函数模块。1.3S函数工作机理在simulink屮进行仿真时，模型需要分两个阶段进行仿真，它们是初始化阶段和仿真阶段。S函数的工作机现如图所示。在仿真过程当屮，Simulink会调川相应的仿真例程來完成相应的功能。首先，在初始化阶段，Simulink将对整个系统枚块的参数进行初始化，检査各个模块的数裾长度和类型，制订仿真模块的执行顺序，设置相应的仿真时间间隔以及内存的分配等等；接下來，在仿真循环阶段，按照初始化制订的仿真顺序

6、依次执行毎一个梭块。对于离散状态，会史新当前时刻的离散状态并进行输出，而对于迮续时1川则处理起来相对复杂，它会计算两次输出，这两次输出会在求解器当中进行一致性检查，当超过求解器设置的容限时，求解器会以一个更小的步长进行计算输出，而且在连续吋间状态情况K存在一个过零检测的问题，即在仿真循环当屮如果检测到过零点，sinnilink系统会N动在此过零点周M进行插位。计算输出更新离敗状态计箅导数计算输出计算导数过零检测图S函数仿真流程1.4s函数的编写s函数可以用很多窈级语言实现，木文着重分析利用M文件实现s函数。在matlab路径下窗matlab提供的S函数

7、模版，可以通过修改模版來进行编程实现。M文件对应的模版名称为sfuntmpl.m。S函数有M个默认输入参数t、x、u、flag,t表示当前的仿真时间，x表示状态向S,U表示输入向呈，flag是函数调川标志。S函数还包括四个返回参数，它们是sys、xO、str、ts，其中sys楚一个通川返回参数，它的取値取决于flag的值，xO为状态向量的初始值，ts为一个向M，它表示采样周期以及偏移str为保留参数。sW数的实现主要涉及到6个回调函数它们分别是mdlInitialization()>md1GctTimeofNextVarHit()、mdlOutput(

8、)、md1Update()、mdlDrivatives()、mdlTeminate(),通过对