S-函數

S-函數是系統函數(System Function)的簡稱，是指採用非圖形化的方式(即計算機語言，區別於Simulink的系統模塊)描述的一個功能塊。用户可以採用MATLAB代碼，C，C++，FORTRAN等語言編寫S-函數。S-函數由一種特定的語法構成，用來描述並實現連續系統、離散系統以及複合系統等動態系統；S-函數能夠接受來自Simulink求解器的相關信息，並對求解器發出的命令作出適當的響應，這種交互作用非常類似於Simulink系統模塊與求解器的交互作用。一個結構體系完整的S-函數包含了描述動態系統所需的全部能力，所有其他的使用情況都是這個結構體系的特例。往往S-函數模塊是整個Simulink動態系統的核心。

根據S-函數代碼使用的編程語言，S-函數可以分成M文件S-函數（即用MATLAB語言編寫的S-函數）、C語言S-函數、C++語言S-函數以及Fortran語言S-函數等。通過S-函數創建的模塊具有與Simulink模型庫中的模塊相同的特徵，它可以與Simulink求解器進行交互，支持連續狀態和離散狀態模型。

S-函數作為與其他語言相結合的接口，可以使用這個語言所提供的強大能力。例如，Matlab語言編寫的S-函數可以充分利用MATLAB所提供的豐富資源，方便地調用各種工具箱函數和圖形函數；使用C語言編寫的S-函數可以實現對操作系統的訪問，如實現與其他進程的通信和同步等。

用户可能會有如下的疑問：Simulink已經提供了大量的內置的系統模塊，並且允許用户自定義模塊，那麼為何還要使用S-函數呢？誠然，對於大多數動態系統仿真分析語言，使用Simulink提供的模塊即可實現，而無需使用S-函數。但是，當需要開發一個新的通用的模塊作為一個獨立的功能單元時，使用S-函數實現則是一種相當簡便的方法。另外，由於S-函數可以使用多種語言編寫，因此可以將已有的代碼結合進來，而不需要在Simulink中重新實現算法，從而在某種程度上實現了代碼移植。此外，在S-函數中使用文本方式輸入公式、方程，非常適合複雜動態系統的數學描述，並且在仿真過程中可以對仿真進行更精確的控制。

簡單的來説，用户可以從如下的幾個角度來理解S-函數：

(1) S-函數為Simulink的“系統”函數。

(2)能夠響應Simulink為求解器命令的函數。

(3)採用非圖形化的方法實現一個動態系統。

(4)可以開發新的Simulink模塊。

(5)可以與已有的代碼相結合進行仿真。

(6)採用文本方式輸入複雜的系統方程。

(7)擴展Simulink功能。M文件S-函數可以擴展圖形能力，C MEX S-函數可以提供與操作系統的接口。

(8)S-函數的語法結構是為實現一個動態系統而設計的(默認用法)，其他S-函數的用法是默認用法的特例(如用於顯示目的)。