Simulink模型的C++代码化及VS的调用操作

1.本文使用软件为matlab2018b和vs2015 2.本文综合了许多参考资料，最终得以实现，侵删 3.代码在博主的上传资源中下载

一、Simulink模型的C++代码化

对于Simulink模型本身，首先要注意的是，必须是能够进行C/C++ Coder的模块才能进行代码化，这个能在每个模块的help帮助文档中进行查看。 这里以2自由度PID控制器为例：Simulink模型名称为“Copy_of_preWT”， 输入分别是参考转速wr_ref，实际转速wr，输出为桨距角beta。 在建立好需要进行代码化的模型之后，点击选项卡中的“simulation”–>"Model Configuration Parameters"进行设置：

模型的求解器必须是定步长的，所以需要在“Solver”–>“Solver selection”–>"Type"中选择“Fixed-step”，这里“Solver”选择“ode4”，同时定步长设置为0.005。

在“Code Generation”中进行代码生成的详细设置： （1）“Target selection”–>"System target file"选择“grt.tlc”，生成可用于VS待调用的文件 “Language” 选择C++，“Build process”中勾选“Generator code only”和“Package code and artifacts”， “Zip file name”设置为“pid2dof”(可自行定义)，来生成一个名为“pid2dof”的压缩包。压缩包包含了所有VS需要引用的文件的，这样比较方便引用，省去了可能需要单独寻找包含文件的麻烦。 （2）“Report”设置：勾选“Create code generation report”和“Open report automatically”，设置之后会在代码生成结束之后生成一份详细的报告，有助于对代码中函数和输入输出数据类型的理解。 （3）依次点击右下角的“Apply”和“OK”，完成设置。

以上，完成了代码生成的所有设置。但是系统由此生成的变量名称是默认的，导致代码可读行较差。因此，需要对信号进行处理，尤其是输入输出信号进行定义，以生成我们指定的变量名，提升代码可读性。具体步骤如下： （1）在Simulink界面的选项卡中选择“Tool”–>“Model explorer”，得到以下菜单： (2)点击左侧的“Base Workspace”后，点击选项卡中的“Add”–>“Add Custom…” (3)依次添加三个变量名：“wr_ref”, "wr"和“beta”，留作输入输出信号名用。其中“Object name(s)”为变量名；“Object class”为变量类型，选择“mpt.Signal”，点击OK。可以在工作区中看到生成的三个“Signal”类型的变量：wr_ref, wr, beta，以此检查操作是否正确。 （4）回到Simulink主界面，在信号线上右键，选择“Properties”–>"Signal name"添加对应的变量名，勾选“Signal name must resolve to Simulink signal object”，完成添加后，结果如图所示：

使用快捷键Ctrl + B生成代码，得到的文件夹中有一个和Simulink文件同名的压缩包，里面包含了上文所提到的VS调用所需要的所有文件。

二、VS完成Simulink模型的调用

若想在VS中调用Simulink模型，必须包含所有压缩包中的文件，在创建完成工程之后，进行以下设置：

设置附加包含目录 在压缩包中有两个文件夹，名为Matlab2018b（具体的名字和版本有关系，会有所不同）中的所有"…h"文件都需要被VS创建的工程包含。为了方便起见，将所有Maltab2018b文件夹中的所有.h文件都复制到一个文件夹中，这里我用的文件夹名称为”extendFile“。将文件夹移动到”工程项目.sln“文件所在的目录中，然后在VS2015中右键工程–>属性–>C/C+±->常规–>附加包含目录中，输入…\extendFile

添加头文件和源文件 将压缩包中的另一个文件夹中的所有文件复制到main.cpp文件所在目录，然后在VS2015的头文件和源文件中分别将压缩包中这个文件夹下所包含的.h和.cpp添加完毕。值得注意的是，在Matlab2018b文件夹中有一个文件名为rt_logging.c，需要将其复制到main.cpp文件所在目录，并添加到工程源文件中.

调用Simulink模型，只需要用到如下几个函数，不同的Simulink文件名称导出的函数名称会有所不同，但作用相同.函数命名方式为：“Simulink文件名”_initialize()/_step()/_terminate()

函数名作用Copy_of_preWT_initialize()初始化Slmulink模型Copy_of_preWT_step()运行Simulink模型Copy_of_preWT_terminate()结束调用Simulink模型

同时还需要用到两个类对象，类对象名称和函数名称一样，“Simulink文件名”_U/_Y

类名称作用Copy_of_preWT_U输入参数Copy_of_preWT_Y输出参数

在main函数中编写例程，以测试Simulink模型能否成功调用：

#include "stdafx.h" #include"Copy_of_preWT.h" #include<iostream> int main() { Copy_of_preWT_initialize()； // step1. 初始化Simulink模型 Copy_of_preWT_U.wr_ref = 1.81; // step2. 输入参数赋值 Copy_of_preWT_U.wr = 1.9; Copy_of_preWT_step(); // step3. 运行Simulink模型 std::cout << Copy_of_preWT_Y.beta << std::endl; // step4. 打印Simulink模型输出 Copy_of_preWT_terminate(); // step5. 结束调用Simulink模型 printf("run ritht\n"); getchar(); return 0； }

程序运行结果如下，证明Simulink模型运行成功。

总结

详细介绍了如何将Simulink模型转化为C++能够调用的函数的形式，完成了VS项目进行模型调用所需的设置，解释了调用生成代码需要用到的函数和变量，在VS中编写了模型调用的C++例程，并成功运行。