基于simulink的蹦极跳例程

这个是我练习用M文件编写s-function的一个例子。关于M文件的模板可以在matlab的命令行窗口中敲入edit Sfuntmpl.m，此处不在赘述。
题目为：蹦极跳是一种挑战身体极限的运动，蹦极者系着一根弹力绳从高处的桥梁或山崖向下跳。如果蹦极者系在一个弹性系数为 k 的弹力绳索上。定义绳索下端的初始位置为 0，则蹦极者受到的弹性力是

基于simulink的蹦极跳例程

整个蹦极跳系统的数学模型为：

基于simulink的蹦极跳例程
其中m为物体的质量，g为重力加速度取10，x为物体的位置，第二项为物体受到的弹性力，第三项和第四项表示空气的阻力。桥梁距离地面的高度为50m,绳子的原长为30m，弹性系数k为50，a1=a2=1。试判断质量为70kg的人是否能够安全地享受此游戏带来的乐趣。下图为整个系统的示意图。

基于simulink的蹦极跳例程
解：为了便于后面的仿真计算，可以将物理模型写成如下状态方程形式：

其中，x1=x,x2=d(x1)。

下面开始编写s-function函数：

function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance] = jumping(t,x,u,flag,l,m,d,k)

switch flag,
  case 0,
    [sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizes(l,m,d,k);

  case 1,
    sys=mdlDerivatives(t,x,u,l,m,d,k);

  case 2,
    sys=mdlUpdate(t,x,u);

  case 3,
    sys=mdlOutputs(t,x,u,l,m,d,k);

  case 4,
    sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);

  case 9,
    sys=mdlTerminate(t,x,u);

  otherwise
    DAStudio.error('Simulink:blocks:unhandledFlag', num2str(flag));

end

function [sys,x0,str,ts,simStateCompliance]=mdlInitializeSizes(l,m,d,k)
sizes = simsizes;
sizes.NumContStates  = 2;
sizes.NumDiscStates  = 0;
sizes.NumOutputs     = 1;
sizes.NumInputs      = 0;
sizes.DirFeedthrough = 1;
sizes.NumSampleTimes = 1;  
sys = simsizes(sizes);
x0  = [-l;0];
str = [];
ts  = [0 0];
simStateCompliance = 'UnknownSimState';


function sys=mdlDerivatives(t,x,u,l,m,d,k)
if x(1)>=0
    b=-k*x(1);
else 
    b=0;
end
sys = [x(2);10+b/m-1/m*x(2)-1/m*abs(x(2))*x(2)];

function sys=mdlUpdate(t,x,u)

sys = [];

function sys=mdlOutputs(t,x,u,l,m,d,k)

sys = [d-l-x(1)];

function sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u)

sampleTime = 1;    
sys = t + sampleTime;

function sys=mdlTerminate(t,x,u)

sys = [];

s-function函数的配置：
基于simulink的蹦极跳例程
搭建的simulink框图：

观察scope信号：

之后在命令行窗口输入：plot(height.time,height.signals.values)，便生成：
基于simulink的蹦极跳例程
综上所述，此蹦极系统并不能让70kg的人嗨。
关于’to Workspace’的配置可以参考https://blog.****.net/Sun19910114/article/details/44199587

写在最后：蹦极有风险，入坑需谨慎。嘻嘻嘻

基于simulink的蹦极跳例程

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