【研发日记】Matlab/Simulink技能解锁(十二)——Stateflow中的两种状态机嵌套对比

文章目录

前言

项目背景

两级状态机

函数状态机

分析和应用

总结

参考资料

前言

        见《【研发日记】Matlab/Simulink技能解锁(七)——两种复数移相算法》

        见《【研发日记】Matlab/Simulink技能解锁(八)——分布式仿真》

        见《【研发日记】Matlab/Simulink技能解锁(九)——基于嵌入式处理器仿真》

        见《【研发日记】Matlab/Simulink技能解锁(十)——PID调参技巧》

        见《【研发日记】Matlab/Simulink技能解锁(十一)——Stateflow中的en、du、ex应用对比》

项目背景

        近期使用Simulink开发的嵌入式项目中，用到了Stateflow中的状态机嵌套，使用过程中发现了两种嵌套方式存在关键的差异，极易踩坑。查阅官方文档并没有找到相应的解释。利用周末时间亲自摸索了一下，把它们的一些基本规律和技巧总结下来。

两级状态机

        两级状态机是在某个State里边直接放入一个Stateflow，示例如下：

        从上图可以看出，外层s1每次进入之后，一方面正常执行自有的代码（Cnt=Cnt+1;），另一方面也有序地执行内层的Stateflow。当外层s1退出时，内层的Stateflow也全部退出。当外层s1重新进入时，内层的Stateflow不管前一次停在哪个State，这时候都要从初始State（s2）开始执行。

函数状态机

        函数状态机是在某个State里边放入一个Simulik Function，然后再在里边放入一个Stateflow，以此间接实现状态机嵌套的目的，示例如下：

        从图上可以看出，外层Stateflow进入s1之后，嵌套在s1内部的Simulik Function也被调用起来，Fcn()实际上也是一个Stateflow。跟前面的两级状态机相比，外层Stateflow基本没有区别，内层Stateflow也是完全一样，正常理解的话应该运行得到相同的结果。实际运行起来看到了很关键的差异，就是外层State每次进入后，内层Stateflow运行的起点不一样。第一次外层进入s1时，内层是从初始State（s2）开始执行的。第二次外层进入s1时，内层直接就从s3开始执行。后面外层每次进入s1，内层都从s3开始执行。

分析和应用

        1、两级状态机的外层State每次重新进入时，内层的Stateflow不管原本停在哪个State，都会回到初始State重新开始运行。这种状态机嵌套模式，内层的Stateflow是没有“记忆”的，适合应用于有初始化操作或者有复位操作的系统，比如带有累加功能或者积分功能的应用，每次重新启动都需要清零操作。

        2、函数状态机的外层State每次重新进入时，内层的Stateflow都会先找到原本停在哪个State，然后从那里开始继续运行。这种状态机嵌套模式，能保证内层的Stateflow有准确“记忆”，适合应用于需要暂存数据的系统，比如有固定执行序列的应用，当应用被打断又重新恢复时，需要从原有的位置开始运行。

总结

        以上就是本人在研发中使用Stateflow中的状态机嵌套时，一些个人理解和分析的总结，主要是对比介绍了两种状态机嵌套方式的基本规律，展示了仿真运行的效果，并分析了它们的特点和适用场景。

        后续还会分享另外几个最近解锁的Matlab/Simulink新技能，欢迎评论区留言、点赞、收藏和关注，这些鼓励和支持都将成文本人持续分享的动力。

        另外，上述例程使用的Demo工程，可以到笔者的主页查找和下载。

参考资料

    Mathworks Help -> Stateflow

        版权声明，原创文章，转载和引用请注明出处和链接，侵权必究！