MATLABSIMULINK系统建模设计与仿真基础课件.ppt

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1、6.4S函数编写SIMULINK模块1信源模块信源模块的特点是仅有输出节点，而没有输入节点，在用S-函数实现中，可在其输出信号处理部分进行编程即可。举例如下：用S-函数实现一个正弦波信号源。要求其幅度、频率和初始相位参数可由外部设置，并将这个信号源进行封装。234在该S-函数接口中，我们使用了三个输入参数项分别作为正弦波的幅度、频率和初相位的输入，相应地在使用S-函数模块调用该函数时需要在设置对话框中的S-functionparameters中填写这些输入参数项，然后采用前述的方法对S-函数模块

2、进行封装，就得到了一个子系统和相应的参数设置对话框。完成后的系统如下图所示。最后，设置好示波器显示范围和仿真参数就可以启动仿真实验了。5图：S-函数实现的信号源和封装结果6代数运算模块78图：S-函数和Fcn模块同时实现的对输入信号进行代数运算的测试模型和仿真结果96.5SIMULINK仿真的数据结构和编程调用方法10图：信号属性检测的测试模型和仿真执行结果，Probe模块检测结果直接显示在模块方框中，信号宽度为W:6，采样时间为Ts:[1,0]，C:1表示是复信号，D:[2,3]是信号的维数1

3、1Simulink可以使用Matlab规定的全部数据类型。如果需要相互连接的端口数据类型不一致，就需要插入数据类型转换模块来进行接口。数据类型转换模块在Simulink基本库“SignalAttributes”中，模块名称是“DataTypeConversion”，它可以根据所连接模块的输入输出端口数据类型进行自动匹配，也可由用户指定转换数据类型进行强制转换。例如：12图：用“DataTypeConversion”模块进行数据类型转换的示例1314“Reshape”模块的设置对话框和解释参见下图

4、。图：Reshape模块的设置对话框和解释15连续时间与离散时间信号的相互转换以及采样速率转换1、连续时间信号连续时间信号定义在连续时间值上，即在给定时间范围内任何时刻信号的取值都是有意义的。在Simulink中，是根据连续信号的离散时间采用样通过插值来得到连续信号。用其基本库Sources中的“RepeatingSequence”可以产生任意连续周期信号。只要给出信号在一个周期内的若干离散时间点上的取值，“RepeatingSequence”将通过线性插值来得到任意仿真计算步上的信号取值。例如

5、我们仍以时间[0,1,2]上的样值[2,5,4]来产生周期为2秒的信号，测试模型、RepeatingSequence的设置以及仿真结果波形如下图所示。16图：用RepeatingSequence模块由信号的离散时间样值产生连续时间周期信号172、离散时间信号离散时间信号则定义在离散时间序列上，只有所定义的离散时刻信号的取值才有意义。例如我们用基本库Sources中的“RandomNumber”模块产生离散时间随机信号，设置采样时间为1秒（默认值为0秒即产生连续的随机信号）。建立测试模型，并设仿真

6、时间段从0秒到5秒，用示波器观察输出波形并将仿真结果数据输出到Matlab工作空间，如下图所示，我们看到，离散时间随机信号源每隔1秒输出一个随机的电平值，虽然示波器上在非整数时刻上仍然显示了波形，但这仅仅是为了方便观看而已，概念上没有意义。从输出到Matlab工作空间的信号值看出，实质上离散信号是对应于时间[0,1,2,3,4,5]的6个取值。18图：用RandomNumber模块产生离散时间随机信号：测试模型、设置和测试结果193、离散时间信号到连续时间信号的转换Simulink中，可以使用低

7、通滤波器来将离散信号恢复为模拟信号。为了建模方便，Simulink还提供了另外几种近似恢复连续信号的方法，简介如下：用基本模块库“SignalAttributes”中的“RateTransition”模块来转换。连续时间系统模块本身允许离散时间信号作为输入，而其输出信号将自动转换为连续信号，因此也可以用连续时间系统模块来作为转换环节。下图是一个连续时间信号到离散时间信号转换，再恢复到连续时间信号的测试模型。20示波器显示波形结果参见下图。214、不同采样速率信号的转换如果在仿真模型中存在不同采样

8、速率的离散信号或系统模块，则称之为多速率（multirate）的仿真模型。下图中的系统演示了一个斜率为1的斜升的连续信号（用Ramp模块）被采样时间为1秒的零阶保持器采样得到速率为1样值/秒的离散时间信号，然后该信号又被分别用采样时间为2秒的零阶保持器降速为0.5样值/秒的离散时间信号，以及用延迟时间为0.5秒的单位延迟器升速为2样值/秒的离散时间信号。仿真时间段为0到5秒，本仿真测试模型可采用变步长的积分算法，模型中加入了为四个不同的信号线加入了采样时间探测模块“probe”。22图：一个连续