如何在Simulink中实现在线多项式曲线拟合并支持代码生成

1 兼容代码生成的实现方法 #

fit属于Curve Fitting Toolbox专属函数，本身不支持代码生成，你可以手动实现三次多项式的最小二乘求解逻辑，所有运算均为基础MATLAB操作，完全兼容代码生成，且运算效率更高，适配1ms仿真步长的实时更新需求。
对应的MATLAB Function代码如下：

function [p1, p2, p3, p4] = fcn(x,y)
% 输入x、y为20×1的Pos_x、Pos_y向量
% 构造三次多项式拟合的范德蒙矩阵
V = [x.^3, x.^2, x, ones(length(x), 1)];
% 最小二乘求解系数，如需提升数值稳定性可改用带正则项的写法：
% p = (V'*V + 1e-6*eye(4)) \ (V'*y);
p = V \ y;
p1 = p(1);
p2 = p(2);
p3 = p(3);
p4 = p(4);
end

2 其他可行方案 #

• 若使用的MATLAB版本≥R2021a，polyfit函数已原生支持代码生成，可直接替换fit实现功能，代码示例：

function [p1, p2, p3, p4] = fcn(x,y)
p = polyfit(x, y, 3);
p1 = p(1);
p2 = p(2);
p3 = p(3);
p4 = p(4);
end

• 若拟合仅用于离线校准、不需要每个仿真步长实时更新系数，可将拟合逻辑放在仿真初始化回调中运行，将得到的固定系数作为常量导入Simulink模型，完全避开运行时代码生成的限制。
• 面向嵌入式部署场景时，可以自行编写C语言实现三次多项式拟合逻辑，在MATLAB Function中通过coder.ceval调用预编译的C代码，可获得最优运行性能。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ehab Abdelkarim