matlab中simulink怎样输入s^2+2s+1,用哪个模块?

Posted 2023-04-23

1. 使用Transfer Fcn模块可以输入传递函数

2. 双击或者拖动添加之后，双击该模块。在分母系数部分输入[1 2 1]即可，即二次项系数为1，一次项系数为2，常数项为1。如果需要更高次在前面自行添加系数，再加一个系数会有三次项[1 1 2 1]为s^3+s^2+2s+1，如果只需要四次项，如s^4+s^2+2s+1，输入[1 0 1 2 1]。

3. 更改完毕（s^2+2s+1）

参考技术A

使用“For Iterator Subsystem”模块。输入方法为：

1、“Simulink中新建“New Model”，从“Simulink Library Browser”中拖入“For Iterator Subsystem”模块。

2、双击模块进入，可发现for循环的迭代器。

3、为实现“for（i = 0；I < 10；i++） y = 2i + 5；return y；”的循环语句，Model中图形完善如下。

4、其中，for循环子系统接线如下。

5、迭代器的参数设置如下：其中10表示迭代10次，Zero-based表示循环计数从0开始。

6、运行后，结果如下。

参考技术B SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库：

(1)Continuous（连续模块）
(2)Discrete（离散模块）
(3)Function&Tables（函数和平台模块）
(4)Math（数学模块）
(5)Nonlinear（非线性模块）
(6)Signals&Systems（信号和系统模块）
(7)Sinks（接收器模块）
(8)Sources（输入源模块）

连续模块（Continuous）continuous.mdl

Integrator：输入信号积分
Derivative：输入信号微分
State-Space：线性状态空间系统模型
Transfer-Fcn：线性传递函数模型
Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型
Memory：存储上一时刻的状态值
TransportDelay：输入信号延时一个固定时间再输出
VariableTransportDelay：输入信号延时一个可变时间再输出

离散模块（Discrete）discrete.mdl

Discrete-timeIntegrator：离散时间积分器
DiscreteFilter：IIR与FIR滤波器
DiscreteState-Space：离散状态空间系统模型
DiscreteTransfer-Fcn：离散传递函数模型
DiscreteZero-Pole：以零极点表示的离散传递函数模型
First-OrderHold：一阶采样和保持器
Zero-OrderHold：零阶采样和保持器
UnitDelay：一个采样周期的延时

函数和平台模块(Function&Tables)function.mdl

Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算
MATLABFcn：利用matlab的现有函数进行运算
S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算
Look-UpTable：建立输入信号的查询表（线性峰值匹配）
Look-UpTable(2-D)：建立两个输入信号的查询表（线性峰值匹配）

数学模块（Math）math.mdl

Sum：加减运算
Product：乘运算
DotProduct：点乘运算
Gain：比例运算
MathFunction：包括指数函数、对数函数、求平方、开根号等常用数学函数
TrigonometricFunction：三角函数，包括正弦、余弦、正切等
MinMax：最值运算
Abs：取绝对值
Sign：符号函数
LogicalOperator：逻辑运算
RelationalOperator：关系运算
ComplextoMagnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角输出
Magnitude-AngletoComplex：由幅值和相角输入合成复数输出
ComplextoReal-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出
Real-ImagtoComplex：由实部和虚部输入合成复数输出

非线性模块（Nonlinear）nonlinear.mdl

Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。
Relay：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。
Switch：开关选择，当第二个输入端大于临界值时，输出由第一个输入端而来，否则输出由第三个输入端而来。
ManualSwitch：手动选择开关

信号和系统模块（Signal&Systems）sigsys.mdl

In1：输入端。
Out1：输出端。
Mux：将多个单一输入转化为一个复合输出。
Demux：将一个复合输入转化为多个单一输出。
Ground：连接到没有连接到的输入端。
Terminator：连接到没有连接到的输出端。
SubSystem：建立新的封装（Mask）功能模块

接收器模块（Sinks）sinks.mdl

Scope：示波器。
XYGraph：显示二维图形。
ToWorkspace：将输出写入MATLAB的工作空间。
ToFile(.mat)：将输出写入数据文件。

输入源模块（Sources）sources.mdl

Constant：常数信号。
Clock：时钟信号。
FromWorkspace：来自MATLAB的工作空间。
FromFile(.mat)：来自数据文件。
PulseGenerator：脉冲发生器。
RepeatingSequence：重复信号。
SignalGenerator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波。
SineWave：正弦波信号。
Step：阶跃波信号。

Simulink中常用的模块库包括以下几种：

（1）信宿（Sinks）模块库：包括显示或将输出回写的模块。Display显示输入的值；Output创建子系统的输出端口或外部输出端口；Scope、FloatScope显示仿真时产生的信号；StopSimulation当输入不等于零时停止仿真；Terminator将未连接的输出端口作为终端；XYGraph显示XY坐标图。

（2）信源（Sources）模块库：包括产生各种信号的模块。Band－LimitedWhiteNoise为连续系统引入白噪声；ChirpSignal产生一个扫频信号；Clock产生和显示仿真时间；Constant产生一个常量值；DigitalClock在特定的采样间隔产生仿真时间；Ground将未连接的输入端口接地等。

（3）连续（Continuous）模块库：包括线性函数模型。包括有微分单元（Derivative）、积分单元（Integrator）、线性状态空间系统单元（State－Space）、线性传递函数单元（TransferFen）、延时单元（TransportDelay）、可变传输延时单元（VariableTransportDelay）、指定零极点输入函数单元（Zero－Pole）。

（4）数学操作（SimulinkMathOperations和Fixed-PointBlocketMath）模块库：包含常用的数学函数模块。包括输入信号绝对值单元（Abs），计算一个复位信号幅度与／或相位单元（ComplextoMagnitude－Angle），计算一个复位信号的实部与虚部单元（ComplextoReal－Imag）等数学函数。

（5）通信模块库（ComunicationsBlockset）

信源（CommSources）：在这个库中，可以形成随机或伪随机信号，也可以读取文件或模拟压控振荡器（VCO）来产生非随机信号。

BernoulliRandomBinaryGenerator模块：产生伯努利分布的二进制随机数。

BinaryVectorNoiseGenerator模块：产生可以控制“1”的个数的二进制随机向量。

Random－IntegerGenerator模块：产生范围在（0～M-1）内的随机整数。

PoissionIntGenerator模块：产生洎松分布的随机整数。

PNSequenceGenerator模块：产生伪随机序列。

GaussianNoiseGenerator模块：产生离散高斯白噪声。

RayleighNoiseGenerator模块：产生瑞利分布的噪声。

UniformNoiseGenerator模块：产生在一个特定区域内的均匀噪声。

Voltage-ControlledOscillator模块：实现压控振荡器。

信宿（CommSinks）：此库中提供了信宿和显示的模块，以使对通信系统的分析更加简便。

TriggeredWritetoFile模块：在输入信号上升沿向文件写入数据。

EnorRateCalculation模块：计算输入信号的误比特率和误符号率。

信源编码（SourceCoding）模块库：信源编码分为两个基本步骤：信源编码和信源译码。信源编码用量化的方法将一个源信号转化成一个数字信号。所得信号的符号都是在某个有限范围内的非负整数。信源译码就是从信源编码的信号恢复出原来的信息。

信道（Channel）模块库：提供各种通信信道模型，比如高斯白噪声信道等 参考技术C

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matlab中关于S-fun的调用以及子系统的封装

近日学习matlab建模方面的东西，mark一个网站：http://wtclab.net/txfz/jkmulu.html，邵玉斌老师的教案。

本篇记录一个包含S函数的子系统的建立和封装，用S函数产生任意正弦波。

matlab版本：R2017b

 

步骤如下：

①首先建立主系统模型。在命令行窗口输入simulink，在弹出的窗口中新建Blank Model，接着点击simulink工具栏的Library Browser，从中选取模块搭建主系统模型，如下图。

接着，双击Subsystem搭建子系统内部模型，如下图。

②系统模型搭建好之后，新建M文件编写S函数，示例代码如下。（注意：函数名需与M文件名一致。）

function [sys,x0,str,ts] =example1Sfun(t,x,u,flag,Amp,Freq,Phase) 
% 正弦波信号源
switch flag 
    case 0       % flag=0 初始化 
       [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; 
    case 3       % flag=3 计算输出 
       sys=mdlOutputs(t,Amp,Freq,Phase); 
    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([‘Unhandled flag = ‘,num2str(flag)]); 
end 
% 主函数结束 
% 子函数实现（1）初始化函数----------------------------------
function [sys,x0,str,ts] = mdlInitializeSizes  % 
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.NumOutputs     = 1;   % 输出信号数目是1 
sizes.NumInputs      = 0;   % 输入信号数目是0
sizes.DirFeedthrough = 0;   % 该系统不是直通的 
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 （零状态情况） 
ts  = [0 0];        % 表示连续取样时间的仿真
% 初始化函数结束 

% 子函数实现（2）系统输出方程函数-----------------------------
function sys = mdlOutputs(t,Amp,Freq,Phase) 
sys = Amp*sin(2*pi*Freq*t+Phase);% 这里写入系统的输出方程矩阵形式即可
% 修改这个函数可以得到任意的波形输出
% 系统输出方程函数结束

View Code

之后要使S-fun模块调用编写好的S函数，需要设置模块的参数。进入子系统，双击S-Function模块，把S函数M文件的名称填入S-Function name，再填写模块的参数，如幅值（Amp）等...

③封装子系统。右击子系统模块，选择Mask-->Create Mask，进入封装编辑界面。如下图，在左侧导航栏点击Edit创建模块参数，之后设置好参数的名称、标题、初始值等。

点击左下角的Preview可以预览参数设置对话框。

④仿真观察结果。