SaberMAST要点归纳Word文档下载推荐.docx
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MASTtemplate的基本格式包括以下几个部分：
（1）templateheader–声明template的名称（reference），管脚（pin）和参数（argument）
基本形式如下：
templateTEMPLATE_NAMEPIN1[PIN2PIN3…]=ARG1,[ARG2,ARG3…]
PIN_DECLARATION
ARG_DECLARATION
容易看出templateheader由关键字template开始，后面紧跟template的名称，再接下来是管脚（pin）的名称，然后是一个等号（=），接下来是参数名、
if（（in1==l4_1）&
（in2==l4_1））{
out_state=l4_1
}
elseout_state=l4_0
if（driven（out）~=out_state）{
schedule_event（time+td,out,out_state）
其中template的管脚类型为state，数据类型是logic_4。
whenstatement的语法为
when（CONDITION）{
…….
其中CONDITION通常用带有特定参数的event_on（）函数特定信号发生变化的事件，即当作为event_on（）的参数的信号发生变化时CONDITION为真，执行when后面的语句。
对数字管脚信号的幅值必须使用schedule_event（）语句，这样才能将事件加入仿真器的事件队列，从而是输出信号改变以后触发下一级的模块。
schedule_event的参数如下：
schedule_event（TIME,STATE_NAME,VALUE）
表示在指定时刻令指定名称的state变量变为给定的值。
time是仿真器提供的系统变量，表示当前仿真时刻。
在例2-3中参数td反映输出信号发生变化所需的延迟时间。
中间变量out_state用于与当前输出管脚状态比较，从而在输入发生变化后仅当输出也发生改变才触发事件。
对本地局部变量的复制赋值直接用等号（=）.。
2.2MASTtemplate变量声明
在一个template中除了作为模型节点的pin变量和设置参数argument变量以外，通常还必须在templatebody中声明若干本地变量。
通常可以分为无单位局部变量、var/ref变量以及val变量。
（1）无单位局部变量–不与单位关联，不具有实际物理意义，仅在模型内部有效
无单位量通常用作输入参数的中间变量，只可在parametersection中赋值。
通常声明为简单标量（scalar）类型number。
除了number、enum等标量类型，局部变量还可以声明为复合（composite）类型，如结构（struct）、数组（array）等。
例2-4可变电阻
templatevar_rpm=r_max,ratio
electricalp,m
numberr_max,ratio
{
numberr
parameters{
if（ratio>
1.0|ratio<
=0）{
error（“%,ratioisnotofthecorrectvalue.”,instance（））
else
r=r_max*ratio;
equations{
i（p->
m）=（v（p）-v（m））/r
（2）var和ref变量–在template中声明的系统变量，在系统范围内有效
var变量通常作为equationsection中的系统中间变量，用于作为through量（例如电流）不能直接由关系式表达的情况。
var变量仅能在eqationssection中赋值。
考虑理想电压源的情况，流过电压源的电流由外电路决定，而与模型内部无关，电流无法用内部表达式给出，所以必须引入var变量。
var变量的声明格式如下：
varUNITVAR_NAME
例2-5理想电压源
templatevsourcepm=vs
numbervs
variivs
equations{
m）+=ivs
ivs:
v（p）-v（m）=vs
本例中ivs是var变量，单位是i，表示从节点p流向节点m的电流。
v（p）-v（m）=vs表示ivs的值由随后的关系式确定。
仅从此式中无法确定ivs，所以仿真器在保证此式成立的情况下根据总体电路来确定ivs
例2-6线性电感
templateinductorpm=ind
numberind
variil
m）+=il
il:
v（p）-v（m）=d_by_dt（ind*il）
本例中il表示电感电流，d_by_dt表示对时间求导数。
由于MAST的表达式不支持积分运算，因此电感电流与电压的关系必须表示为电压是电流的对时间的导数，所以无法显式给出电流的表达式，故将电流声明为var变量。
参看例2-1理想电流源。
对于数字系统，与var变量类似的是state变量。
ref变量也是系统变量，在系统范围有效，但是在一个template内部声明的ref变量表示在另一个template中声明的var变量。
例2-7电流控制电压源
templatecvtcipm=k
refici
numberk
varii
m）+=i
i:
v（p）-v（m）+=k*ci
（3）val变量–本地有单位变量，仅在模型内部有效
val变量通常用作计算模型内部参数的中间变量，仅可在valuessection赋值。
运行时仿真器将valuesection和equationsection合并。
同时val变量在仿真结束后可以用exact命令提取到cosmosscope中观察。
例2-8线性电阻
templaterespm=r
numberp
valppower
valii
valvv
values{
v=v（p,m）
i=v/r
p=v*i
本例中i、v和p都可以用exact命令提取并观察。
2.3MAST与C语言比较
MAST大部分语法形式与C语言相近，但也有很多区别如下：
（1）每一行代码用回车换行，而不用分号（;
）。
当一行代码未写完就需要换行时必须用反斜线“\”
（2）逻辑和关系运算符分别是相等=、不等~=、与&
、或|，其他和C语言类似
（3）注释语句以#开始，而不是/**/或者//
（4）每一个section后面的左花括号必须紧跟section的名称，不能出现换行，否则会报错。
如
value{
…..
正确而
value
….
会出错。
（5）变量声明比较复杂，通常需要声明数据类型和变量类型。
数据类型不同，简单类型包括integer、number、string和enum，复合类型包括struct、union和array。
3．MAST建立模型实例
3．1控制系统的二阶环节
根据二阶环节的定义，令输入量为u（t），输出量为y（t），则s域的输入输出关系为
Y（s）/U（s）=K/（（s+p1）*（s+p2））
其中K是开环增益，p1和p2是两个极点。
将等式展开可得
s^2*Y（s）+（p1+p2）*s*Y（s）+p1*p2*Y（s）=K*U（s）
改写为时域表达式可得
d（dy/dt）/dt+a1*dy/dt+a0*y=K*u
其中a0=p1*p2,a1=p1+p2.
由于MAST不允许表达式中出现两个微分项相乘，所以必须展开至这种最简形式。
此外saber并不支持在同一个表达式中出现二次和二次以上的微分，因此必须声明一个中间变量表示一次微分，从而将原来的二次微分表示为此中间变量的一次微分。
根据这些分析，可以写出二阶环节的template如下所示
例3-1控制系统的二阶环节
templatetrans_2orderinout=a0,a1,k
inputnuin
outputnuout
numbera1,a2,k
varnuout_d1
out_d1:
out_d1=d_by_dt（out）
out:
d_by_dt（out_d1）+a1*out_d1+a0*out=k*in
写好此template以后，将其保存为trans_2order.sin。
在saber中选择File-New-Symbol，再选择Tools-Drawingtools，画好需要的模型符号。
再点右键Create-inputport和outputport放置输入端口和输出端口，并命名为in和out。
如图所示
再设置模型的属性（properties），添加一个属性primitive,值为trans_2order。
再次打开properties时可以看到saber已经自动添加了template中声明的输入参数，此处将所有输入参数的值设置为*req*。
.最后把模型保存为trans_2order.ai_sym。
为了验证模型的正确性，新建一个原理图，右键菜单选择GetPart–BySymbolName，浏览并添加trans_2order.ai_sym，设置a0=100，a1=8，k=100。
从参数可知这是一个欠阻尼二阶环节。
再添加一个阶跃信号，结果如图所示。
3.2离散有效值转换模块
对正弦信号等间隔采样，令每个信号周期内的采样点数为N，则信号的有效值可以根据均方根值的定义按照以下公式计算：
因此只需获得输入信号在一个周期内的平方和，就可以根据上式计算出信号的均方根值。
计算输入信号在多个时间点的平方和是一个累积的过程，在每个采样时刻必须已知上一个时刻的值，因此数据的平方和计算结果必须用MAST的系统变量保存。
在数字离散系统中，系统变量是state。
根据这些分析，写出的template如下：
例3-2离散有效值转换模块
templatez_rmszinsmpzout=freq,smp_freq
statenuzin,smp,zout#smpisthesamplesignalinput
numberfreq,smp_freq#freqisthefrequencyofsignalandsmp_freqisthatofsamplesignal
#代码还是等到paper都完成了再放上来比较好....................
templatebody内的各个部分的任务如下：
parameter段中完成输入参数的转换，即根据输入的信号和采样频率计算得到采样点数和信号周期；
value段中根据均方根值定义计算输出结果；
when语句完成对输出端赋值，并对延迟信号赋值。
由于保存平方和的state变量只能在when段中赋值，因此声明了一个val型中间变量sum_zin2，用来在保存value段中计算出的当前仿真时刻的平方和。
由于val变量的值不能保存到下一个仿真时刻，因此在when段中必须把sum_zin2的值保存到last_sum_zin2，才能用于下一个仿真时刻。
在when段中，由于对模型内部声明的state变量赋值无须触发事件，所以直接用等号；
第一个schedule_event用于对输出信号赋值；
第二个schedule_event用于在一个信号周期的延迟以后再对zin2_delay赋值。
每次计算信号平方和时，利用上一个采样时刻的信号平方和加上当前时刻输入信号的平方，再减去一个信号周期以前的输入信号的平方，从而只保留了一个信号周期内的平方和。
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