用S函数编写Simulink模块.doc

用S函数编写Simulink模块.doc

《用S函数编写Simulink模块.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用S函数编写Simulink模块.doc（6页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

《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。