用S函数编写Simulink模块.doc
- 文档编号:2495078
- 上传时间:2022-10-30
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用S函数编写Simulink模块.doc
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《通信系统仿真》实验报告
姓名
班级
实验室
组号
学号
实验日期
实验名称
实验四用S函数编写Simulink模块
实验成绩
教师签字
一、实验目的
1、掌握S函数的结构和标准接口
2、掌握S函数的编程方法
3、掌握用S函数编写Simulink仿真模块的方法
4、掌握S函数在Simulink仿真中的应用
二、实验原理
为了将系统数学方程与系统可视化模型联系起来,在Simulink中规定了固定的接口函数的形式,称为S函数,一切Simulink可视化模型都是基于S函数实现的。
系统可视化描述的直观性是以牺牲数学描述的简洁性为代价。
通过编写和使用S函数,用户也可以构建出采用Simulink的灵活性。
S函数可以用Matlab语言书写,也可以采用C++等语言编写。
S函数还可以进行编译,以提高执行速度。
Simulink内建的标准模块库就是用S函数编写并进行编译后形成的
三、实验内容
1、用S函数实现一个限幅器,当输入信号值小于设定的最小门限值时,输出为最小门限值;当输入信号值大于设定的最大门限值时,输出为最大门限值;如果信号值介于最小门限和最大门限之间,则直通。
写出限幅器的数学模型,对S函数实现的模块进行封装,要求能够在封装对话框中设置限幅的门限。
给出测试系统和测试仿真结果,并与Simulink基本库中的Saturation模块进行对比。
实验代码:
function[sys,x0,str,ts]=xianSfun(t,x,u,flag,max,min)
switchflag,
case0%flag=0初始化
sizes=simsizes;%获取simulink仿真变量结构
sizes.NumContStates=0;%连续系统的状态数为0
sizes.NumDiscStates=0;%离散系统的状态数为0
sizes.MumOutputs=1;%输出信号数目是1
sizes.MumInputs=1;%输入信号数目是1
sizes.DirFeedthrough=1;%该系统是直通的
sizes.NumSampleTimes=1;%这里必须为1
sys=simsizes(sizes);
str=[];%通常为空矩阵
x0=[];%初始状态矩阵x0
ts=[00];%采样时间有外部模块给出
%限幅器函数--------------------------------------
case3%flag=3计算输出
ifu>max
sys=max;
elseifu sys=min; else sys=u; end case{1,2,4,9}%其他不做处理的flag sys=[]; otherwise%异常处理 error(['Unhandledflag=',num2str(flag)]); end %主函数结束--------------------------------------- 仿真模型: 运行结果: 结果说明: 输入信号为一个幅度为1V,频率为1000Hz的余弦波,设定的最小门限为-0.5,最大门限为0.5,示波器扫描周期为2ms。 先在Maltab命令窗口中输入: Lm=-0.5;Hm=0.5;之后再运行仿真模型。 实验结论: 限幅器的作用是限幅,输入幅度为2的余弦波,通过门限为0.5和-0.5的限幅器后,幅度大于0.5和幅度小于-0.5的部分都被限制了,即不能输出。 2、用S函数实现一个绝对值模块,即输出信号是输入信号求绝对值的结果。 用这个绝对值模块对输入的调幅波进行检波,试仿真得出输出结果。 实验代码: function[sys,x0,str,ts]=abs(t,x,u,flag) switchflag case0%flag=0初始化 sizes=simsizes;%获取simulink仿真变量结构 sizes.NumContStates=0;%连续系统的状态数为0 sizes.NumDiscStates=0;%离散系统的状态数为0 sizes.MumOutputs=1;%输出信号数目是1 sizes.MumInputs=1;%输入信号数目是1 sizes.DirFeedthrough=1;%该系统是直通的 sizes.NumSampleTimes=1;%这里必须为1 sys=simsizes(sizes); str=[];%通常为空矩阵 x0=[];%初始状态矩阵x0 ts=[00];%采样时间有外部模块给出 %限幅器函数-------------------------------------- case3%flag=3计算输出 ifu>0 sys=u; elseu<0 sys=-u; end case{1,2,4,9}%其他不做处理的flag sys=[]; otherwise%异常处理 error(['Unhandledflag=',num2str(flag)]); end %主函数结束--------------------------------------- 仿真模型: 运行结果: 结果说明: 输入信号为一个幅度为2V,频率为1000Hz的三角波,示波器扫描周期为4ms。 实验结论: 输入信号经过“绝对值模块”后,只输出幅度大于0的部分。 3、用S函数实现一个门限比较器,当输入大于设定门限则输出为指定的高电平,否则输出另一个指定的低电平。 实验代码: function[sys,x0,str,ts]=chensimin3Sfun(t,x,u,flag,Lm,Hm,S) %S为设定的门限,Lm、Hm分别为指定的低电平和高电平 %u表示基带信号 %size(u)%取消本句注释可观察输入信号u的矩阵维数 switchflag, case0%flag=0初始化 sizes=simsizes;%获取SIMULINK仿真变量结构 sizes.NumContStates=0;%连续系统的状态数是0 sizes.NumDiscStates=0;%离散系统的状态数是0 sizes.NumOutputs=1;%输出信号数目是1 sizes.NumInputs=-1;%输入信号数目是自适应的 sizes.DirFeedthrough=1;%该系统是直通的 sizes.NumSampleTimes=1;%这里必须为1 sys=simsizes(sizes); str=[];%通常为空矩阵 x0=[];%初始状态矩阵x0 ts=[-10];%采样时间由外部模块给出 case3%flag=3计算输出 ifu>S sys=Hm; elsesys=Lm; end case{1,2,4,9}%其他作不处理的flag sys=[];%无用的flag时返回sys为空矩阵 otherwise%异常处理 error(['Unhandledflag=',num2str(flag)]); end 仿真模型: 运行结果: 结果说明: 输入信号为一个幅度为2V,频率为1000Hz的方波,示波器扫描周期为4ms。 先在Maltab命令窗口中输入: S=1;Lm=-1;Hm=1;之后再运行仿真模型。 实验结论: 输入信号经过“门限比较器”后,输出的幅度大小都是指定的,本实验输入的幅度只为1和-1两个指定值。 四、实验报告 通过分析实验结果可知: 某些功能的模块,可以通过代数运算模块实现,比如本次实验的“门限器”、“绝对值模块”、“门限比较器”等。
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- 关 键 词:
- 函数 编写 Simulink 模块