Stateflow matlab教程PPT學(xué)習(xí)課件

1、狀態(tài)流系統(tǒng)建模技術(shù)，2010年7月5日，1，執(zhí)行摘要，狀態(tài)流和基本概念簡介創(chuàng)建狀態(tài)圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換流圖，建模狀態(tài)圖的分層并行機(jī)制，2，狀態(tài)流簡介2，狀態(tài)流是一個(gè)交互式設(shè)計(jì)工具，用于建模和模擬復(fù)雜的事件驅(qū)動(dòng)模型系統(tǒng)。通過與Simulink和MATLAB的緊密結(jié)合，Stateflow將復(fù)雜的控制和監(jiān)控邏輯有效地結(jié)合到Simulink模型中，為Simulink用戶設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)提供了一個(gè)完美的解決方案。Stateflow簡介3、Stateflow可以做到：基于有限狀態(tài)機(jī)理論對(duì)復(fù)雜響應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模和仿真，設(shè)計(jì)和開發(fā)復(fù)雜的監(jiān)控邏輯，并通過在同一個(gè)Stateflow框圖中使用流程圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖表示，從模

2、型中自動(dòng)生成整數(shù)或浮點(diǎn)代碼，可以隨時(shí)方便地修改設(shè)計(jì)、評(píng)估結(jié)果和驗(yàn)證系統(tǒng)性能。stateflow基本概念、動(dòng)作數(shù)據(jù)對(duì)象連接節(jié)點(diǎn)默認(rèn)轉(zhuǎn)換、狀態(tài)轉(zhuǎn)換事件條件、有限元狀態(tài)機(jī)、5、示例：DVD播放機(jī)、8默認(rèn)轉(zhuǎn)換、1狀態(tài)、2轉(zhuǎn)換、3事件、4條件、5動(dòng)作、7連接節(jié)點(diǎn)、6計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)對(duì)象、狀態(tài)機(jī)執(zhí)行摘要、狀態(tài)流和基本概念簡介：創(chuàng)建狀態(tài)圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖、建模狀態(tài)圖的分層并行機(jī)制、7、創(chuàng)建狀態(tài)圖、插入框圖、在MATLAB命令窗口中輸入sfnew、直接將圖表塊從狀態(tài)流庫拖動(dòng)到模型、拖動(dòng)、8、創(chuàng)建每個(gè)圖表稱為一個(gè)狀態(tài)流圖塊，每個(gè)圖塊都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)流框圖，模型中所有圖塊的集合稱為狀態(tài)流狀態(tài)機(jī)，并且只有一個(gè)、狀態(tài)機(jī)、

3、圖塊、圖塊，雙擊、圖塊中包含的內(nèi)容，9、創(chuàng)建一個(gè)狀態(tài)圖編輯器。您可以使用編輯器來開發(fā)狀態(tài)流框圖。在模擬過程中，您可以使用編輯器來顯示狀態(tài)圖的執(zhí)行過程。10、創(chuàng)建狀態(tài)圖編輯器，并鎖定框圖：文件圖表屬性鎖定選項(xiàng)、11、創(chuàng)建狀態(tài)圖以插入狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)，首先單擊選擇對(duì)象按鈕，然后在編輯區(qū)域左鍵單擊拖放對(duì)象以插入對(duì)象的多個(gè)副本，雙擊對(duì)象按鈕，然后在編輯區(qū)域左鍵單擊添加，右鍵單擊停止添加要?jiǎng)h除的對(duì)象，選擇、12、后按刪除鍵刪除，并創(chuàng)建狀態(tài)圖的縮放，縮放范圍為20%到500%。左鍵單擊縮放按鈕的上部放大。左下縮放點(diǎn)擊兩個(gè)縮放按鈕的中間，調(diào)用下拉菜單選擇縮放比例。將鼠標(biāo)移動(dòng)到兩個(gè)縮放按鈕的中間位置。保持左鍵不動(dòng)，

4、直到出現(xiàn)雙箭頭。上下拖動(dòng)可縮放。2個(gè)縮放按鈕、13、創(chuàng)建狀態(tài)圖以更改狀態(tài)大小。通過用左鍵拖動(dòng)來保持狀態(tài)的圓角。當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到狀態(tài)的圓角時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)雙箭頭。也就是說，您可以用左鍵保留此圓角，然后拖動(dòng)它直到大小令人滿意，14，創(chuàng)建狀態(tài)圖以更改節(jié)點(diǎn)大小，右鍵單擊節(jié)點(diǎn)，彈出快捷菜單，然后選擇“交叉點(diǎn)大小”選項(xiàng)以選擇所需的大小，15，創(chuàng)建狀態(tài)圖以移動(dòng)和復(fù)制對(duì)象，左鍵單擊以保留和拖動(dòng)對(duì)象，移動(dòng)狀態(tài)或右鍵單擊以保持拖動(dòng)對(duì)象， 復(fù)制一個(gè)對(duì)象如果你想移動(dòng)或復(fù)制一組對(duì)象，你應(yīng)該首先選擇你感興趣的對(duì)象，然后按照上面的方法操作。 注意：單擊時(shí)，必須指向?qū)ο蟮倪吘?，并為狀態(tài)圖的狀態(tài)創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)簽。每個(gè)州都必須有一個(gè)名字。

5、當(dāng)標(biāo)簽處于狀態(tài)時(shí)，左鍵單擊問號(hào)并在光標(biāo)處輸入文本。請(qǐng)注意，當(dāng)鼠標(biāo)指針接近問號(hào)時(shí)，它是如何變化的。狀態(tài)名應(yīng)該以中間沒有空格的字符串開頭，但是可以寫成多行。編輯狀態(tài)標(biāo)簽時(shí)，左鍵單擊標(biāo)簽進(jìn)入文本編輯模式。17、創(chuàng)建狀態(tài)圖創(chuàng)建一個(gè)轉(zhuǎn)換，從源對(duì)象的邊緣按住它，并將其拖到目標(biāo)對(duì)象的邊緣。在狀態(tài)中，過渡只能在直線的邊緣開始或結(jié)束(在狀態(tài)中，它不能是圓角)。當(dāng)鼠標(biāo)指針接近狀態(tài)的直邊時(shí)，光標(biāo)會(huì)變成十字。默認(rèn)情況下，傳輸?shù)拇_切行為是有效的。要使其無效，您可以右鍵單擊傳輸并清除快捷菜單上的智能選項(xiàng)。18、創(chuàng)建狀態(tài)圖創(chuàng)建默認(rèn)過渡，左鍵單擊圖形編輯器左側(cè)工具欄上的第三個(gè)按鈕，然后左鍵單擊默認(rèn)狀態(tài)的直線邊緣。如果轉(zhuǎn)換與狀

6、態(tài)或節(jié)點(diǎn)的邊緣分離，它將成為默認(rèn)轉(zhuǎn)換。19、創(chuàng)建狀態(tài)變化圖的過渡，從一個(gè)狀態(tài)的邊緣到另一個(gè)狀態(tài)的邊緣，您可以改變過渡的任何一端(帶或不帶箭頭):左鍵保持在您想要改變的過渡的末端，然后將它從原始邊緣拖開以到達(dá)所需目標(biāo)的邊緣，釋放過渡的末端， 如果要在不影響轉(zhuǎn)場兩端連接的情況下更改轉(zhuǎn)場路線，請(qǐng)重新連接轉(zhuǎn)場，左鍵單擊轉(zhuǎn)場兩端之間的線，然后拖動(dòng)以更改它。 20、創(chuàng)建狀態(tài)圖轉(zhuǎn)換標(biāo)簽并移動(dòng)，標(biāo)記轉(zhuǎn)換：左鍵單擊轉(zhuǎn)換選擇它，左鍵單擊問號(hào)，并在光標(biāo)處插入文本。左鍵單擊文本，進(jìn)入文本編輯模式，編輯傳送的標(biāo)簽。移動(dòng)轉(zhuǎn)移的標(biāo)簽：左鍵單擊標(biāo)簽位置并將其拖動(dòng)到所需位置。您可以將轉(zhuǎn)移的標(biāo)簽移動(dòng)到框圖中的任何位置。21、創(chuàng)建

7、一個(gè)狀態(tài)圖并添加注釋。在框圖中的指定位置添加注釋：右鍵單擊要在框圖中注釋的位置。彈出快捷菜單，選擇快捷菜單中的添加注釋選項(xiàng)，在光標(biāo)處插入文本，左鍵單擊文本進(jìn)入編輯模式，編輯文本，注釋，22，創(chuàng)建狀態(tài)圖，自定義對(duì)象屬性，右鍵單擊對(duì)象，彈出快捷菜單，選擇屬性選項(xiàng)，將出現(xiàn)關(guān)于該對(duì)象的屬性對(duì)話框。不同的對(duì)象有不同的屬性對(duì)話框。傳輸屬性對(duì)話框、狀態(tài)屬性對(duì)話框、23、創(chuàng)建狀態(tài)圖并設(shè)置字體大小。設(shè)置標(biāo)簽的字體大小以及狀態(tài)和傳送的注釋信息：通過左鍵單擊所選對(duì)象，選擇編輯菜單下的設(shè)置字體大小選項(xiàng)，或通過對(duì)象的快捷菜單進(jìn)行設(shè)置；右鍵單擊對(duì)象以選擇字體大小選項(xiàng)，以選擇合適的大??；24、創(chuàng)建狀態(tài)圖以設(shè)置箭頭大小并修改

8、傳送箭頭大?。河益I單擊傳送以彈出快捷菜單，并從箭頭大小子菜單中選擇適當(dāng)?shù)拇笮?。從狀態(tài)的快捷菜單中設(shè)置此選項(xiàng)，指向狀態(tài)邊緣的所有箭頭的大小都將改變。25、創(chuàng)建狀態(tài)圖圖形顯示配置，并配置框圖的圖形樣式。包括自定義狀態(tài)、過渡、節(jié)點(diǎn)、標(biāo)簽和背景的顏色，以及狀態(tài)和過渡標(biāo)簽的字體。通過選擇“編輯”菜單下的樣式選項(xiàng)進(jìn)行編輯，打開“圖形樣式”對(duì)話框。在對(duì)話框中：左鍵單擊對(duì)象或標(biāo)簽，設(shè)置顏色，右鍵單擊標(biāo)簽，設(shè)置字體，26，執(zhí)行摘要，Stateflow簡介和基本概念創(chuàng)建狀態(tài)圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖對(duì)狀態(tài)圖的層次并行機(jī)制進(jìn)行建模，27，狀態(tài)轉(zhuǎn)換概念，Stateflow狀態(tài)圖被稱為“狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖”，這些狀態(tài)圖包含所謂的狀態(tài)，

9、狀態(tài)轉(zhuǎn)換管理和當(dāng)前活動(dòng)狀態(tài)在內(nèi)存中的維護(hù)。一旦包含狀態(tài)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)圖處于活動(dòng)狀態(tài)，狀態(tài)圖將保持在該活動(dòng)狀態(tài)，直到整個(gè)模型仿真計(jì)算完成。當(dāng)必要的工作在某個(gè)時(shí)間步長內(nèi)完成時(shí)，狀態(tài)圖只是進(jìn)入暫時(shí)掛起狀態(tài)，而不是非活動(dòng)狀態(tài)。也就是說，狀態(tài)圖在兩個(gè)連續(xù)的觸發(fā)事件之間總是活動(dòng)的。28、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概念(續(xù))，狀態(tài)轉(zhuǎn)移的Stateflow狀態(tài)圖相當(dāng)于一個(gè)包含離散系統(tǒng)模塊的觸發(fā)子系統(tǒng)。這個(gè)子系統(tǒng)在內(nèi)存中保持自己的狀態(tài)，當(dāng)有觸發(fā)器時(shí)更新自己的輸出，并在兩個(gè)連續(xù)的觸發(fā)器之間保持自己的狀態(tài)。29、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概念(續(xù))，當(dāng)一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，這個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖首先試圖激活相應(yīng)的狀態(tài)和相鄰狀態(tài)。如果狀態(tài)機(jī)在第一層，執(zhí)

10、行的第一個(gè)元素是系統(tǒng)的默認(rèn)轉(zhuǎn)換。由于狀態(tài)機(jī)總是在模型運(yùn)行結(jié)束之前處于活動(dòng)狀態(tài)，因此默認(rèn)轉(zhuǎn)換只有效一次，即狀態(tài)機(jī)第一次被激活，這一點(diǎn)必須注意。如果第一級(jí)狀態(tài)只有一個(gè)狀態(tài)，則不能使用默認(rèn)轉(zhuǎn)換。一旦進(jìn)入某個(gè)狀態(tài)，它將一直保持活動(dòng)狀態(tài)，直到您退出。類似于狀態(tài)機(jī)，狀態(tài)在兩個(gè)連續(xù)的觸發(fā)器之間暫停，而不變?yōu)榉腔顒?dòng)狀態(tài)。30、狀態(tài)轉(zhuǎn)換事件驅(qū)動(dòng)，所謂事件指的是觸發(fā)器的發(fā)生。觸發(fā)器可以隱式存在，并根據(jù)預(yù)設(shè)配置自動(dòng)發(fā)生。同樣，觸發(fā)器也可以顯式定義。當(dāng)具有過零特性的信號(hào)出現(xiàn)或被函數(shù)調(diào)用時(shí)，觸發(fā)發(fā)生，即發(fā)出事件。由該觸發(fā)器引起的相應(yīng)動(dòng)作執(zhí)行在Stateflow中稱為事件驅(qū)動(dòng)，所有狀態(tài)圖的操作都依賴于事件驅(qū)動(dòng)。換句話說，

11、狀態(tài)圖是活動(dòng)的，取決于事件。事件也會(huì)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)變化。每當(dāng)它被觸發(fā)時(shí)，狀態(tài)圖將被再次判斷。31、狀態(tài)轉(zhuǎn)換由過零觸發(fā)，過零有三種形式：1上升沿觸發(fā)：過零信號(hào)從負(fù)值變?yōu)檎?，或從?fù)值變?yōu)?，或從0變?yōu)檎?下降沿觸發(fā)：過零信號(hào)從正值變?yōu)樨?fù)值，或從正值變?yōu)?，或從0變?yōu)樨?fù)值3雙沿觸發(fā)：上述兩種觸發(fā)機(jī)制的組合、下降沿、上升沿、 30以下模塊可用于在Simulink中產(chǎn)生相應(yīng)的過零信號(hào)：振蕩函數(shù)脈沖發(fā)生器的階躍信號(hào)(每個(gè)階躍信號(hào)只能產(chǎn)生一個(gè)事件)雙端輸入開關(guān)靜態(tài)模塊，33、狀態(tài)轉(zhuǎn)換輸入事件定義、事件類型，34、狀態(tài)轉(zhuǎn)換定義多個(gè)輸入事件、35、狀態(tài)轉(zhuǎn)換默認(rèn)轉(zhuǎn)換注釋，當(dāng)父狀態(tài)再次從非活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，將再

12、次執(zhí)行默認(rèn)轉(zhuǎn)換。 當(dāng)默認(rèn)轉(zhuǎn)換在狀態(tài)圖的第一層時(shí)，要小心。如果第一個(gè)觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)默認(rèn)轉(zhuǎn)換無效，系統(tǒng)將發(fā)出模糊警告。當(dāng)父狀態(tài)被激活并且父狀態(tài)中的子狀態(tài)不能確認(rèn)哪個(gè)被激活時(shí)，通常會(huì)發(fā)出此警告錯(cuò)誤。此時(shí)，狀態(tài)圖被激活，但是沒有明確的狀態(tài)被激活。注意：如果從狀態(tài)流調(diào)試器的錯(cuò)誤檢測選項(xiàng)字段中刪除了狀態(tài)不一致，將不會(huì)發(fā)出上述模糊錯(cuò)誤警告。36、狀態(tài)轉(zhuǎn)換的默認(rèn)轉(zhuǎn)換注意事項(xiàng)(續(xù))，必須記住，一旦激活狀態(tài)流狀態(tài)圖，狀態(tài)圖將保持激活狀態(tài)，直到系統(tǒng)模擬結(jié)束。由于默認(rèn)轉(zhuǎn)換的執(zhí)行依賴于父狀態(tài)的重新激活，這里的默認(rèn)轉(zhuǎn)換將不再有機(jī)會(huì)被執(zhí)行。如果需要通過事件來控制狀態(tài)的執(zhí)行，可以創(chuàng)建一個(gè)虛擬狀態(tài)，或者將狀態(tài)圖放在啟用子系統(tǒng)中

13、，并將相應(yīng)的觸發(fā)事件設(shè)置為復(fù)位。例如：exp01_1和exp01_2，37、狀態(tài)轉(zhuǎn)換使用數(shù)據(jù)對(duì)象，這些數(shù)據(jù)對(duì)象主要用于條件和動(dòng)作語句。您可以根據(jù)需要限制狀態(tài)流圖中數(shù)據(jù)對(duì)象的使用，也可以使用數(shù)據(jù)對(duì)象作為圖表與外部環(huán)境的接口，這是Simulink模型中的其他模塊。、用于條件、用于操作、38、狀態(tài)轉(zhuǎn)換定義數(shù)據(jù)對(duì)象、添加數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)對(duì)象范圍、數(shù)據(jù)類型、39、狀態(tài)轉(zhuǎn)換活動(dòng)狀態(tài)輸出，可用作Stateflow塊的輸出。在狀態(tài)屬性對(duì)話框中選擇輸出狀態(tài)活動(dòng)選項(xiàng)。Stateflow塊創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象并將其輸出到模型。數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱與狀態(tài)的名稱相同，數(shù)值只能是1或0。exp02，40，狀態(tài)轉(zhuǎn)換瀏覽器，您可以

14、通過使用瀏覽器來觀察定義的數(shù)據(jù)和事件來運(yùn)行瀏覽器：使用工具菜單下的資源管理器命令。瀏覽器的左欄顯示了狀態(tài)機(jī)中包含的所有層次結(jié)構(gòu)、事件和數(shù)據(jù)。層次結(jié)構(gòu)，41，狀態(tài)轉(zhuǎn)換瀏覽器(續(xù))，您可以在瀏覽器中定義事件和數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性，用鼠標(biāo)右鍵拖放事件或數(shù)據(jù)對(duì)象，并完成復(fù)制操作。瀏覽器中的“添加”菜單可以完成將數(shù)據(jù)和事件對(duì)象添加/定義到層次樹中選定的狀態(tài)流程圖的操作，42、狀態(tài)轉(zhuǎn)換使用條件、條件表達(dá)式包括：使用布爾運(yùn)算符比較兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；以布爾變量作為返回值的函數(shù)；條件表達(dá)式不能通過調(diào)用函數(shù)來更改數(shù)據(jù)對(duì)象或影響圖中狀態(tài)分配表達(dá)式的更改；它們不能用作條件表達(dá)式；使用“與”運(yùn)算符“”完成條件表達(dá)式的“與”運(yùn)算；

15、使用或運(yùn)算符“| |”完成條件表達(dá)式的或運(yùn)算；43、狀態(tài)轉(zhuǎn)移動(dòng)作，轉(zhuǎn)移動(dòng)作標(biāo)簽主要由四部分組成。沒有必要將上述所有部分都包含在轉(zhuǎn)移操作標(biāo)簽中，但是轉(zhuǎn)移操作標(biāo)簽必須按照?qǐng)D中所示的順序書寫。條件動(dòng)作和轉(zhuǎn)移動(dòng)作是有區(qū)別的。條件動(dòng)作在條件滿足時(shí)運(yùn)行，而傳輸動(dòng)作需要在整個(gè)傳輸路徑有效時(shí)運(yùn)行。參見示例exp03、事件、條件、條件動(dòng)作、轉(zhuǎn)換動(dòng)作、44、狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)動(dòng)作。在以下情況下，會(huì)發(fā)生狀態(tài)動(dòng)作：最初為非活動(dòng)狀態(tài)，事件驅(qū)動(dòng)的激活進(jìn)入動(dòng)作最初為活動(dòng)狀態(tài)，事件驅(qū)動(dòng)的進(jìn)入非活動(dòng)狀態(tài)退出動(dòng)作最初為活動(dòng)狀態(tài)。事件不會(huì)改變其活動(dòng)狀態(tài)。在動(dòng)作期間或在動(dòng)作上，狀態(tài)動(dòng)作通常是狀態(tài)名稱標(biāo)簽的一部分，緊接著是標(biāo)簽名稱。一些關(guān)鍵

16、字可以用來識(shí)別動(dòng)作類型。45、狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)動(dòng)作(續(xù))，狀態(tài)動(dòng)作有四種類型：系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)動(dòng)作是entry，46、狀態(tài)轉(zhuǎn)換動(dòng)作執(zhí)行順序，當(dāng)事件被驅(qū)動(dòng)且條件滿足時(shí)，相應(yīng)條件動(dòng)作的執(zhí)行有效，系統(tǒng)只執(zhí)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作。原始狀態(tài)的退出動(dòng)作在執(zhí)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作之前執(zhí)行，然后是組含義動(dòng)作，然后是目標(biāo)狀態(tài)的進(jìn)入動(dòng)作。47、狀態(tài)轉(zhuǎn)換動(dòng)作語言、Stateflow動(dòng)作語言是在圖表內(nèi)部進(jìn)行交互，而接口動(dòng)作語言的功能是在圖表和外部環(huán)境之間進(jìn)行交互：執(zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算：操作數(shù)據(jù)對(duì)象調(diào)用函數(shù)：使用MATLAB或C語言函數(shù)觸發(fā)事件：影響內(nèi)部或外部狀態(tài)，48、狀態(tài)轉(zhuǎn)換支持的數(shù)學(xué)運(yùn)算，二進(jìn)制運(yùn)算：*/%-=| | | |酉運(yùn)算：-賦值操作：=-*=/=位操作：|=|=，49，狀態(tài)轉(zhuǎn)換調(diào)用MATLAB函數(shù)，調(diào)用MATLAB函數(shù)，并且需要在函數(shù)名稱前使用MATLAB命名空間運(yùn)算符。例如，當(dāng)用ml運(yùn)算符調(diào)用MATLAB函數(shù)時(shí)，ml y=ml.abs(x)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：對(duì)于用ml關(guān)鍵字調(diào)用的MATLAB函數(shù)，當(dāng)只以標(biāo)量或字符串作為輸入?yún)?shù)調(diào)用函數(shù)時(shí)，括號(hào)是必需的，不管被調(diào)用的函數(shù)是否有參數(shù)，如果被調(diào)用的函數(shù)有返回參數(shù)，返回值的