Stateflow教程学习教案课件.pptx
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- Stateflow 教程 学习 教案 课件
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1、会计学1Stateflow教程教程Stateflow概述:概述:Stateflow 是集成于 Simulink 中的图形化设计与开发工具,主要用于针对控制系统中的复杂控制逻辑进行建模与仿真,Stateflow 适用于针对事件响应系统(Reactive System)进行建模和仿真。与事件响应系统相对应的就是动态变换系统(Dynamic Transformational System)。动态变换系统通常可以利用数学表达式、方程等组成的输入/输出关系进行描述,像这样的系统利用 Simulink 进行建模是最为方便的。而事件响应系统通常利用一些自然语言或者逻辑表达式进行描述,这样的系统就需要利用 S
2、tateflow 来进行建模。Stateflow 与Simulink 结合起来,可以创建确定性监管控制系统。利用 Stateflow 可视化的模型和直观的仿真能力,可以清晰、简洁地反映出复杂动态逻辑关系。Stateflow 的基础是有限状态机理论,它通过对状态图、流程图的创建,对事件驱动系统进行建模和仿真。第1页/共68页第一章第一章 创建状态图创建状态图Stateflow编辑器创建和编辑状态图第2页/共68页第3页/共68页 执行 Stateflow 编辑器 File 菜单下 的 Chart Properties 命令,打开属性框第4页/共68页Keyword:State Actions 就
3、是状态动作。为数据对象进行赋值或者进行数据对象的运算也可以通过状态动作进行事件广播以触发其他系统的变化状态动作的关键字主要有三种:entry:当状态被激活时执行相应的动作。exit:当状态退出活动状态时执行相应的动作during:当状态保持其活动状态时执行相应的 动作第5页/共68页2.创建连接节点创建连接节点 连接节点作为转移通路的判决点或汇合点,也是在状态图中常用的图形元素之一,连接节点作为转移通路的判决点或汇合点,也是在状态图中常用的图形元素之一,特别是在流程图中,特别是在流程图中,由于流程图不能包含任何状态,由于流程图不能包含任何状态,因此只有依靠连接节点完成通路的连因此只有依靠连接节
4、点完成通路的连接和判断分支,连接节点不是记忆元件。接和判断分支,连接节点不是记忆元件。第6页/共68页节点上单击鼠标右键,通过弹出的快捷菜单执行 Properties 命令,进入属性框3.创建转移创建转移 转移是 Stateflow 框图中最常见的图形元素之一,无论是包含状态的状态图中还是没有状态的流程图中,几乎都存在转移。转移描述的是有限状态系统内的逻辑流。转移管理了当系统从当前状态改变时,这个系统可能发生的模式改变。当转移发生时,源状态变为非活动的状态,目标状态变为活动的状态。转移是带有箭头的线,这就使整个状态图或者流程图成为了“有向图”,状态或者流程之间的转换,将直接受到转移方向的约束。
5、第7页/共68页第8页/共68页组成转移标签的四个部分不一定完整地出现,组成转移标签的四个部分不一定完整地出现,但是不论出现哪几个部分,标签的内容必须但是不论出现哪几个部分,标签的内容必须按照上面指定的顺序书写。按照上面指定的顺序书写。条件动作与转移动作两者之间的区别:条件动作在条条件动作与转移动作两者之间的区别:条件动作在条件满足的情况下就能够执行,而转移动作需要在整个件满足的情况下就能够执行,而转移动作需要在整个转移通路都有效的情况下,转移通路都有效的情况下,在执行转移的时候才执行。在执行转移的时候才执行。第9页/共68页第10页/共68页第11页/共68页5.添加注释:添加注释:如果需要
6、在 Stateflow 的框图中使用 LaTex 字符集,则需要按照下列步骤完成:(1)在已经添加的文本上单击鼠标右键,这时将显示快捷菜单;(2)选择快捷菜单中 Text Format 子菜单中的 LaTex Instructions 复选项;(3)用鼠标单击已经添加的文本注释,重新进入文本编辑模式;(4)添加 LaTex 字符,例如键入 y=itAealphaxsin(betaitt);(5)在文本编辑区外单击鼠标完成注释的添加,此时的注释内 容将变为y=Aeax sin(bt),如图所示。第12页/共68页单击右键单击右键在注释上单击鼠标右键而出现的快捷菜单。在在注释上单击鼠标右键而出现的
7、快捷菜单。在菜单中,共计有三个子菜单可以用来修改注释菜单中,共计有三个子菜单可以用来修改注释文本的外观,文本的外观,分别为:分别为:Font Size:设置注释文本的尺寸。Text Format:设置注释文本的基本格式,包 括粗体、斜体和 LaTex 字符支持。Text Alignment:设置注释文本的对齐方式,包括左对齐、居中和右对齐。第13页/共68页第二章第二章 状态图的仿真状态图的仿真状态图的基本概念事件数据对象状态图的更新模式stateflow模型查看器第14页/共68页第15页/共68页Scope 属性:该属性定义事件的作用类型。在 Add菜单下的 Event 子菜单中具有三个菜
8、单命令,分别为 Local、Input from Simulink 和 Output to Simulink,通过这三个菜单命令定义事件,得到的 Scope 属性不一致。具有Local属性的事件是在状态图内部发挥作用。具有Input from Simulink 属性的事件是从 Simulink框图输入到 Stateflow 中的,也就是 Stateflow 框图的外部触发事件。具有 Output to Simulink 属性的事件是从Stateflow 框图输出到 Simulink 中的,即利用 Stateflow 定义的事件驱动或者触发其他 Stateflow 框图或者子系统动作。第16页/
9、共68页Trigger 属性:Trigger 属性总共有四个可能值,分别为 Either、Falling、Rising 和 FunctionCall。在 Simulink 条件执行子系统中,特别是在使能或者触发子系统中,触发子系统工作的触发源就具有不同属性。触发子系统的触发源与这里的 Trigger 属性的意义完全一样,分别为双边沿触发、下降沿触发、上升沿触发。Function Call(函数调用)是一类比较特殊的触发属性第17页/共68页 运行过程中,单击 Manual Switch 模块向 Stateflow 框图发出事件第18页/共68页第19页/共68页Scope 属性:Local、I
10、nput、Output 与事件相同Constant:所定义的数据对象在 Stateflow 模型中为常量即保持静态,数据对象在Simulink/Stateflow 模型运行过程中其数值一般不发生变化,并且数据在模型中为只读,不可写的状态。Parameter:所定义的数据对象将通过 Stateflow 框图的上层 Simulink 子系统封装之后的参数获取初值。也就是说当 Stateflow 的框图位于某个封装子系统内部时,Stateflow的 Parameter 类型数据对象可以直接获取封装子系统设定的参数。具有 Parameter 属性的数据对象与具有Constant 属性的数据对象类似,在
11、整个仿真过程中,Stateflow 不能修改其数值。Data Store Memory:所定义的数据对象与 Simulink 数据空间共享,也就是说,该数据对象与 Simulink 工作空间中的某个数据对象相互绑定。此时该数据对象的名称必须与Simulink 工作空间中数据对象的名称一致。第20页/共68页Fixed point 类型用于模型的定点数据设置,若选择了该类型,则可以完成 Stateflow 模型数据的量化处理。第21页/共68页Stateflow 的框图有三种更新模式,分别为 Inherited、Discrete 和 Continuous第22页/共68页第23页/共68页选择了
12、该选项,则意味着当 前的 Stateflow 框图将在模型初始化阶段就被激活,这样,在后续的事件触发过程中,就直接进行状态的 转换了第24页/共68页第三章第三章 流程图流程图转移冲突流程图的创建图形函数stateflow模型调试器第25页/共68页的过程中可能在某一时刻同时存在几个有效的转移,那么此时 Stateflow 将根据一些原则来处理这些冲突,这就是转移冲突的处理原则。假设当前事件假设当前事件 E 发生并且条件发生并且条件 C 也满足,也满足,则四个转移通路都是有效的,则四个转移通路都是有效的,即形成了即形成了转移冲突。那么转移冲突。那么 Stateflow 是如何处理这是如何处理这
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