详解Stateflow建模与应用实例.doc

port_label('input',1,'signal');
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port_label('output',2,'saturation');
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port_label('output',4,'error');
image(imread(''))
第3章Stateflow建模与应用
Stateflow是有限状态机(finite state machine)的图形工具,它通过开发有限状态机和流程图扩展了Simulink的功能。Stateflow使用自然、可读和易理解的形式,可使复杂的逻辑问题变得清晰与简单,并且还与MATLAB\Simulink紧密集成,为包含控制、优先级管理、工作模式逻辑的嵌入式系统设计提供了有效的开发手段,是本书的核心内容之一。读者在5~8章将看到Stateflow应用于MCU器件的嵌入式开发,尤其显得得心应手,一些采用传统方法难于实现的算法,如果利用Stateflow建模却非常容易。大到导弹、航空航天器的控制,小到点亮一个发光二极管,Stateflow都非常称职。Stateflow状态图模型,还可利用Stateflow Coder代码生成工具,直接生成C代码。
Stateflow的主要功能包括:
使用层次化、可并行的、有明确执行语义的元素,来描述复杂的逻辑系统。
采用流程图定义图形化函数。
利用真值表实现表格形式的功能。
使用临时逻辑处理状态转移与事件。
支持Mealy和Moore有限状态机。
可集成用户自定义的C代码。
可用动画的形式显示状态图的仿真运行过程,并可记录数据。
调试器使用图形化断点进行单步调试,并可观察其中的数据。
本章主要内容:
Stateflow工作原理与基本概念
建立Stateflow状态图与流程图
Stateflow的层次结构与并行机制
Stateflow应用

Stateflow对象可分为图形对象与非图形对象。
图形对象有状态、历史节点、迁移、默认迁移、连接节点、真值表、图形函数、Embedded MATLAB函数、盒函数、Simulink函数
;非图形对象有事件、数据、目标。本节首先介绍常用的对象:状态、迁移、数据、事件的概念和使用,、,。
Stateflow状态机使用一种基于容器的层次结构管理Stateflow对象,也就是说,一个Stateflow对象可以包含其他Stateflow对象。
最高级的对象是Stateflow状态机,它包含了所有的Stateflow对象,因此也就包含了Simulink中的所有Stateflow状态图,以及数据、事件、目标对象。
同样地,状态图包含了状态、盒函数、函数、数据、事件、迁移、节点与注释事件(note events)。用户可以使用这一系列对象,建立一个Stateflow状态图。而具体到一个状态,它也可以包含上述的对象。
,。
(数据字典)
Stateflow状态机的组成

在Simulink模块库浏览器,找到Stateflow模块,,添加入模型窗口,。
Stateflow模块
用户也可以使用以下命令,建立带有Stateflow状态图的Simulink模型,,同时打开Stateflow模块库,。
>>sf
带有Stateflow状态图的Simulink模型
Stateflow模块库
用户还可以直接使用以下命令,快速建立带有Stateflow状态图的Simulink模型。
>>sfnew
双击Chart模块,打开Stateflow编辑器窗口,,左侧工具栏列出了Stateflow图形对象的按钮。
Stateflow编辑器窗口

状态可以理解为事件驱动系统中的模式,可分为激活与非激活状态,而状态是否激活则是由状态图中的事件与条件决定的,若没有预先定义的事件或条件发生,状态将一直保持其原先的激活或非激活状态。
1. 状态的层次结构
状态可以包含除了目标()以外的所有Stateflow对象,所以状态内部可以有其他状态,,处于外层的A称作超状态(或父状态),处于内部的B称作子状态。