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1、1,6.4 S函数编写SIMULINK模块,2,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。,3,4,5,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-function parameters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。
2、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。,6,图：S-函数实现的信号源和封装结果,7,代数运算模块,8,9,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,10,6.5 SIMULINK仿真的数据结构和编程调用方法,11,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,12,Simulink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S
3、imulink基本库“Signal Attributes”中，模块名称是“Data Type Conversion”，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：,13,图：用“Data Type Conversion”模块进行数据类型转换的示例,14,15,“Reshape”模块的设置对话框和解释参见下图。,图：Reshape模块的设置对话框和解释,16,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
4、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“Repeating Sequence”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，“Repeating Sequence”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、Repeating Sequence的设置以及仿真结果波形如下图所示。,17,图：用Repeating Sequence模块由信号的离散时间样值产生连续时间周期信号,18,2、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
5、信号的取值才有意义。例如我们用基本库Sources中的“Random Number”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。,19,图：用Random Number模块产生离散时间随机信号：测试
6、模型、设置和测试结果,20,3、离散时间信号到连续时间信号的转换 Simulink中，可以使用低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“Signal Attributes”中的“Rate Transition”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。,21,示波器显示波形结果参见下图。,22,4、不同采样速率信号的转换 如果在仿真模
7、型中存在不同采样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”。,23,图：一个连续信号到离散信号转换以及离散速率转换测试模型。图中，Zero-Order Hol
8、d的采样时间为1秒，Zero-Order Hold1的采样时间为2秒，而Unit Delay的采样时间为0.5秒。仿真完成后，Probe模块中分别显示了所连接部分的信号采样率。信号采样率为0表示连续信号,24,运行后将显示出各信号线上的信号速率。下图中分别给出了四条信号线上的波形仿真结果。,25,5、不同速率模块和信号连线的颜色表示 在多速率模型中，为了清楚显示不同速率的系统部分，可选中模型编辑窗口主菜单Format下的Sample time colors选项，这样模型中不同速率的模块和连线将用不同的颜色显示出来。这些颜色的含义如下： 黑色：表示连续信号线和连续模块。 洋红：表示常数模块。 黄色：表示混合模块或混合子系统，即输入输出端口或子系统内部具有不同采样速率的那些模块，例如连接了不同速率信号线的Mux或Demux模块等。,26,红色：表示系统中具有最高采样率的离散系统部分。 绿色：表示系统中采样速率位居第二的离散系统部分。 蓝色：表示系统中采样速率位居第三的离散系统部分。 淡蓝：表示系统中采样速率位居第四的离散系统部分。 深绿：表示系统中采样速率位居第五的离散系统部分。 橙色：表示系统中采样速率位居第六的离散系统部分。 青色：表示触发子系统部分。 灰色：具有最小固定步长的部分。,
