本文研究状态机建模的一些方法和技巧。

1 引入

博主一直很喜欢用Simulink中的状态机建模，在这里想记录一下自己平时使用Stateflow建模的心得。因为自身行业所限，不可能把状态机讲得面面俱到，但是可以保证具有一定的实用性。

2 状态机建模方法

2.1 状态机中的计时

博主在工作中常见的一种建模情景是，在某个状态中持续一段时间后跳出。例如，一个按钮按下后过3秒钟后自己弹起来。这里就可以用after(3,sec)事件来做，如下图。

默认进入Off状态；如果输入的Action_In为PRESS（表示按下按钮），就跳转到On状态；再通过after(3,sec)事件，表示3s后跳回到Off状态。

图中是输入输出结果，Action_In在2s时上升到1，同时State_Out上升到1；3s后State_Out下降回0。注意，无论Simulink的仿真周期配置成多少，在仿真结果中都是3秒钟。

2.2 状态机中的计数

1）相比于状态机计时，博主工作中更常用的是计数，即过了多少个仿真周期后跳转状态。由于控制器中按照周期调用函数，所以计数更符合控制器的逻辑。同样是按钮，这次计数20个周期跳转出来，建模如下：

在On状态中，从框图边缘拉出了一根线，上面执行的动作是Count这个局部变量每个周期加1；另外，从On跳转到Off的条件是Count >= uint8(20)，也就是计数满20次以后跳出。

在Simulink配置中将仿真步长改成0.2s，仿真得出如下结论：


可以看出，输入依然是2s时上升到1，但是输出信号从2s到6s持续了4s，这时因为仿真周期乘以计数器（0.2*20 =4）后算出来4s。

2）在计数动作执行之前还可以加上条件，使得在某种条件下才开始计数。例如当人松开按钮的时候，才开始计数20个周期，可以建模如下：

这里稍微改了一下，进入On状态的时候计数器为0，并且计数器加1的条件时Action_In ~= PRESS，表示没有按下按钮的时候才计数。仿真结果如下：

可以看到，在Action_In输入信号下降后过了4s中，State_Out才下降。

2.3 转移顺序

如下图所示，是一个两个跳转条件都满足的情况。

该状态机跳转逻辑表示，车速（Vehicle_Speed）高于30kph时判定为中车速（MiddleSpeed），车速高于80kph时判定为高车速（HighSpeed）。

这种情况下，假如车速高于80kph，那必定也是高于30kph，那么两个跳转条件都是满足的，应该如何判断优先级呢。答案是在LowSpeed模块的两个跳转信号线上会标出优先级数字1和2。序号表明了先跳转HighSpeed再跳转MiddleSpeed。

如果默认的需要不正确，也可以通过右键点击序号，更改菜单中的Execution Order来切换顺序。

通过以上方法就可以修改状态机跳转顺序了。

3 总结

本文总结了一些状态机的其他建模技巧。

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