其中,sys依照flag的值返回不同的结果,x0为初始状态值,str用于设置输出矢量为一个空矩阵,ts采用两列的矩阵来设置采样时间和延迟,sf_ad4是S函数的函数名,t为目前仿真中的实现时间,x为状态矢量,可为空,u为输入矢量,flag为S函数行为标示。
sf_ad8、sf_ad16、sf_ad32的S函数类似于sf_ad4,不同的就是采样时间的个数和ts的采样时间和延迟矩阵。调用S函数时首先将所需的S函数模块拖入调用模块(Simulink->User-Defined Functions->S-Function)并设置S函数的参数,参数设置对话框如图1所示。
图1 S函数的调用
2.1.2 A/D转换仿真电路的构建
A/D转换仿真电路由“模拟信号发生器”模块、“选择采样函数1~4”模块、“结果显示”模块和“A/D转换电路”子系统组成,如图2所示。
“选择采样函数1~4”模块是选择采样频率,构建过程为:在Matlab的命令窗口中输入命令Simulink打开Simnlink Library Browser子窗口,选中左边目录栏中的Simulink库后单击子目录Sources,右边的子窗口显示相应的Sources库中的模块集,选中 Constant常数模块并拖入所建的仿真模块中(简单表述为Simulink->Sources->Constant,后文同此),双击此模块出现参数设置框,输入所要选择函数对应的编号1~4。“模拟信号发生器”模块和“结果显示”模块通过直接调用模拟信号发生器和示波器构建。“A/D转换电路”子系统内部主要是由1个选择开关和四个S函数组成。“采样电路”子系统的构建首先是调用一般的子系统(Simulink->Ports&Subsystems->Subsystem),然后双击此子系统,在子系统的内部生成1个选择开关,拖入四个S函数,把选择开关与四个S函数相连。
图2 “A/D转换”仿真系统的主界面
2.1.3 A/D转换电路的仿真结果
运行仿真电路时,由“模拟信号发生器”模块产生各种模拟输入信号,通过“选择采样函数1~4”模块选定采样频率,结果在“结果显示”模块显示。
选择采样函数为4,则A/D转换的采样时间为0.0625,选定输入信号分别为正弦波和随机波。运行此仿真系统后的结果如图3、图4所示。
图3 输入信号为正弦波的运行结果 图4 输入信号为随机波的运行结果
3 结束语
本文作者创新点:由于Simulink的模块库中,缺少各种可编程接口芯片模块,将Simulink 和MATLAB编程混合应用到A/D、D/A转换电路的仿真,结果表明仿真效果良好。这种方法可以应用于多种控制电路、通信电路等系统的仿真中。仿真电路的工作过程类似于真实的硬件,而且更便宜、更灵活,也很容易进行恢复,避免了操作错误造成的损失,按每个单位一年减少五千元计算,具有明显的经济效益和社会效益。