基于的调制解调系统性能研究应用.doc
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摘要 随着无线通信频带日趋紧张,研究和设计自适应信道调制技术体制是建立宽带移动通信网络核心技术之一。正交振幅调制技术(QAM)是一种功率和带宽相对高效信道调制技术,因而在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传播、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。在移动通信中,随着微蜂窝和微微蜂窝浮现,使得信道传播特性发生了很大变化。过去在老式蜂窝系统中不能应用正交振幅调制也引起了人们注重。 本文一方面简朴简绍了QAM调制解调系统和MATLAB7.9/Simulink4.0工作原理。然后运用Simulink对16QAM调制系统进行仿真,不但得到了信号在加噪先后星座图、眼图,并且在信噪比变化条件下,得到了16QAM系统误码率。最后,在简朴做了一种2DPSK系统仿真之后,将它与16QAM系统进行了比较,并得出了16QAM是一种相对优越调制解调系统这一结论。 核心词:QAM SIMULINK 仿真 2DPSK 误码率 ABSTRACT The research and design of adaptable channel modulation system is one of the key techniques in building a broadband mobile communication network with increasing shortage of wireless communication frequency-band. Because quadrature amplitude modulation (QAM) is efficient in power and bandwidth,it has been used widely in field of large-capacity digital microwave communication systems,high-speed data transmission cable television network and satellite communications.In mobile communications,with the appearance of micro-and pico-cell,channel transmission characteristics have made great changes. The quadrature amplitude modulation which can not be applied to the traditional cellular systems in the past has also attracted much attention. This article briefly introduce how QAM modulation and demodulation system and MATLAB7.9/Simulink4.0 works. After a simulation of the 16QAM modulation system,we not only get the the signal constellation before and after adding noise,eye pattern,but also the BER with the changing conditions in the SNR. Finally,after a simple simulation of 2DPSK system,we made a comparition with the 16QAM system and get a conclusion that 16QAM is a relatively superior modulation and demodulation system. Keywords:QAM Simulink Simulation 2DPSK BER 目录 第一章 绪 论 5 1.1QAM简介 5 1. 2 SIMULINK 5 1. 3 SIMULINK与通信仿真 6 第二章 正交振幅调制 7 2.1 MQAM信号星座图 7 2. 2 QAM调制解调原理 9 2. 3 QAM改进方案 11 第三章 SIMULINK概述 12 3. 1 SMULINK简介 12 3.1.1 Simulink功能 12 3.1.2 Simulink特点 13 3.1.3 Simulink应用领域 14 3. 2 Simulink基本模块库简介 14 3.2.1 Simulink启动 14 3.2.2 Simulink基本模块库简介 15 3.2.3 Simulink简朴模型建立 17 3.2.4 Simulink仿真运营 20 3.2.5 Simulink Communications Blockset (通信模块集)简介 24 第四章 16QAM调制解调系统实现与仿真 27 4.1 16QAM 调制模块模型建立与仿真 29 4.1.1 信号源 29 4.1.2 串并转换模块 29 4.1.3 2/4电平转换模块 31 4.1.4 别的模块 33 4.1.5 调制系统实现 33 4.2 16QAM解调模块模型建立与仿真 35 4.2.1 相干解调 35 4.2.2 4/2电平判决 36 4.2.3 并串转换 38 4.2.4 其他模块 39 第五章 16QAM抗噪声性能研究 41 5.1 16QAM抗噪声性能仿真 42 5.2 16QAM与2DPSK系统抗噪声性能比较 43 第六章 结论与总结 45 6.1 本文总结 45 6.2 局限性与展望 46 第七章 结束语 47 参照文献 48 第一章 绪 论 1.1QAM简介 在当代通信中,提高频谱运用率始终是人们关注焦点之一。近年来,随着通信业务需求迅速增长,寻找频谱运用率高数字调制方式已成为数字通信系统设计、研究重要目的之一。正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一种频谱运用率很高调制方式,其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传播、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。在移动通信中,随着微蜂窝和微微蜂窝浮现,使得信道传播特性发生了很大变化。 过去在老式蜂窝系统中不能应用正交振幅调制也引起人们注重。QAM数字调制器作为DVB系统前端设备,接受来自编码器、复用器、DVB网关、视频服务器等设备TS流,进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制,输出射频信号可以直接在有线电视网上传送,同步也可依照需要选取中频输出。它以其灵活配备和优越性能指标,广泛应用于数字有线电视传播领域和数字MMDS系统。 作为国际上移动通信技术专家十分注重一种信号调制方式之一,正交振幅调制(QAM)在移动通信中频谱运用率始终是人们关注焦点之一,随着微蜂窝(Microcell)和微微蜂窝(Picocell)系统浮现,使得信道传播特性发生了很大变化,接受机和发射机之间普通具备很强支达分量,以往在蜂窝系统中不能应用但频谱运用率很高WAM已引起人们注重,许多学者已对16QAM及其他变型QAM在PCN中应用进行了广泛进一步地研究。 1. 2 SIMULINK Simulink是MATLAB中一种可视化仿真工具, 是一种基于MATLAB框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析一种软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号解决建模和仿真中。Simulink可 以用持续采样时间、离散采样时间或两种混合采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中不同某些具备不同采样速率。为了创立动态系统模型,Simulink提供了一种建立模型方块图图形顾客接口(GUI) ,这个创立过程只需单击和拖动鼠标操作就能完毕,它提供了一种更快捷、直接明了方式,并且顾客可以及时看到系统仿真成果。 1. 3 SIMULINK与通信仿真 仿真是衡量系统性能工具,它通过仿真模型仿真成果来推断原系统性能,从而为新系统建立或原系统改造提供可靠参照。仿真是科学研究和工程建设中不可缺少办法。 实际通信系统是一种功能构造相称复杂系统,对于这个系统作出任何变化都也许影响到整个系统性能和稳定。而Simulink作为Matlab提供用于对动态系统进行建模、仿真和分析工具包,提供了仿真所需信源编码、纠错编码、信道、调制解调以及其他所用所有库函数和模块。可见,不论对任何复杂通信系统,用Simulink对其仿真都是一种不错选取。 第二章 正交振幅调制 数字调制具备3种基本方式:数字振幅调制、数字频率调制、数字相位调制,这3种数字调制方式都存在局限性之处,如:频谱运用率低、抗多径抗衰弱能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等。为了改进这些局限性,近几十年来人们不断提出某些新数字调制解调技术,以适应各种通信系统规定。其重要研究内容环绕着减小信号带宽以提高信号频谱运用率;提高功率运用率以增强抗噪声性能;适应各种随参信道以增强抗多径抗衰落能力等。例如,在恒参信道中,正交振幅调制(QAM)方式具备高频谱运用率,因而正交振幅调制(QAM)在卫星通信和有线电视网络高速数据传播等领域得到广泛应用。 所谓正交振幅调制是用两个独立基带波形对两个互相正交同频载波进行抑制载波双边带调制。在这种调制中,已调载波振幅和相位都随两个独立基带信号变化。采用多进制正交振幅调制,可记为MQAM(M>2)。增大M可提高频率运用率,也即提高传播有效性。下面简介MQAM基本原理。 2.1 MQAM信号星座图 MQAM信号表达式可写成 (2.1.1) 其中,Ai和Bi是振幅,表达为 (2.1.2) 其中,i,j=1,2,…,L,当L=1时,是4QAM信号;当L=2时,是16QAM信号;当L=4时,是64QAM信号。选取正交基本信号为 (2.1.3) 在信号空间中MQAM信号点 (i,j=1,2,…,L) (2.1.4) 图2.1.1是MQAM星座图,这是一种矩形MQAM星座图。 图2.1.1 MQAM信号星座图 为了阐明MQAM比MPSK具备更好抗干扰能力,图2.1.2示出了16PSK和16QAM星座图,这两个星座图表达信号最大功率相等,相邻信号点距离d1,d2分别为: 2DPSK 16QAM 成果表白,d2>d1,大概超过1.64dB。合理地比较两星座图最小空间距离应当是以平均功率相等为条件。可以证明,在平均功率相等条件下,16QAM相邻信号距离超过16PSK约4.19dB。星座图中,两个信号点距离越大,在噪声干扰使信号图模糊状况下,规定分开两个也许信号点越容易办到。因而16QAM 方式抗噪声干扰能力优于16PSK。 图2.1.2 16QAM和16PSK星座图 MQAM星座图除正方形外,尚有圆形、三角形、矩形、六角形等。星座图形式不同,信号点在空间距离也不同,误码性能也不同。MQAM和MPSK在相似信号点数时,功率谱相似,带宽均为基带信号带宽2倍。 2. 2 QAM调制解调原理 MQAM调制解调框图如图2.2.1所示。在发送端调制器中串/并变换使得信息速率为Rb输入二进制信号提成两个速率为Rb/2二进制信号,2/L电平转换将每个速率为Rb/2二进制信号变为速率为Rb/(2lbL)电平信号,然后分别与两个正交载波相乘,再相加后即得MQAM信号。在接受端解调器中可以采用正交相干解调办法。接受到信号分两路进入两个正交载波相干解调器,再分别进入判决器形成L进制信号并输出二进制信号,最后经并/串变换后得到基带信号。 MQAM调制 MQAM解调 图2.2.1 MQAM调制解调框图 2. 3 QAM改进方案 为了适应不同需要,QAM有某些改进方案,如正交某些响应幅度调制(MQPR)、非线性正交振幅调制(NLA-QAM)、叠加式正交振幅调制(SQAM)等,还可以把QAM调制与信道编码技术结合起来设计,获得最优可靠性和有效 性,这种技术称为网格编码调制(TCM)。 1.MQPR调制 这是一种在多电平正交调制中,上下两支路同相和正交基带信号都用某些响应信号(普通采用第Ⅰ类和第Ⅳ类某些响应)调制方式。QPR与QAM相比,在相似信息传播速率条件下,严格带宽受限QPR优于QAM。 2.NLA-QAM调制 QAM信号在进行传播之前,还要进行功率放大,而高效功率放大是非线性功率放大器,故而需考虑非线性对QAM特性没有明显影响办法,这就是NLA-QAM调制。 NLA-QAM信号产生办法与QAM不相似,但解调办法与QAM完全同样。 3.SQAM调制 QAM调制信号在码元转换时刻有相位跳变时刻,旁瓣分量比持续相位调制信号要高。要改进QAM频谱特性,应改进其基带波形以平滑码元转换时相位变化,SQAM就是从这个角度提出。 SQAM基本脉冲波形是由两个宽度为TB升余弦波形与一种宽度为2TB升余弦波形叠加而成。采用正交调制方式时,在下支路要延时TB/2,并且上下两支路放大倍数相差60dB。SQAM信号功率谱与QAM相比,旁瓣分量得到有效地抑制。 第三章 SIMULINK概述 3. 1 SMULINK简介 Simulink是MATLAB软件扩展,它是实现动态系统建模和仿真一种软件包,它与MATLAB语言重要区别在于,其与顾客交互接口是基于Windows模型化图形输入,其成果是使得顾客可以把更多精力投入到系统模型构建,而非语言编程上。所谓模型化图形输入是指Simulink提供了某些按功能分类基本系统模块,顾客只需要懂得这些模块输入输出及模块功能,而不必考察模块内部是如何实现,通过对这些基本模块调用,再将它们连接起来就可以构成所需要系统模型(以.mdl文献进行存取),从而进行仿真与分析。 使用Simulink来建模、分析和仿真各种动态系统(涉及持续系统、离散系统和混合系统),将是一件非常轻松事情。它提供图形化交互环境,只需用鼠标拖动办法便能迅速地建立起系统框图模型,甚至不需要编写一行代码。运用Simulink进行系统建模仿真,其最大长处是易学、易用,并能依托MATLAB提供丰富仿真资源。 3.1.1 Simulink功能 1. 交互式、图形化建模环境 Simulink提供了丰富模块库以协助顾客迅速地建立动态系统模型。建模时只需使用鼠标拖放不同模块库中系统模块并将它们连接起来。 2. 交互式仿真环境 Simulink框图提供了交互性很强仿真环境,既可以通过下拉菜单执行仿真,也可以通过命令行进行仿真。菜单方式对于交互工作非常以便,而命令行方式对于运营一大类仿真如蒙特卡罗仿真非常有用。 3. 专用模块库(Blocksets) 作为Simulink建模系统补充,MathWorks公司还开发了专用功能块程序包,如DSP Blockset和Communication Blockset等。通过使用这些程序包顾客可以迅速地对系统进行建模、仿真与分析。更重要是顾客还可以对系统模型进行代码生成,并将生成代码下载到不同目的机上。 4. 提供了仿真库扩充和定制机制 Simulink开放式构造容许顾客扩展仿真环境功能:采用MATLAB、FORTRAN和C代码生成自定义模块库,并拥有自己图标和界面。因而顾客可以将使用FORTRAN或C编写代码链接进来,或者购买使用第三方开发提供模块库进行更高档系统设计、仿真与分析 5. 与MATLAB工具箱集成 由于Simulink可以直接运用MATLAB诸多资源与功能,因而顾客可以直接在Simulink下完毕诸如数据分析、过程自动化、优化参数等工作。工具箱提供高档设计和分析能力可以融入仿真过程。 3.1.2 Simulink特点 简而言之,Simulink具备如下特点: 1. 基于矩阵数值计算 2. 高档编程语言 3. 图形与可视化 4. 工具箱提供面向详细应用领域功能 5. 丰富数据 I/O 工具 6. 提供与其他高档语言接口 7. 开放与可扩展体系构造 3.1.3 Simulink应用领域 由于Simulink具备强大功能与和谐顾客界面,因而它已经被广泛地应用到诸多领域之中,如: 1. 通讯与卫星系统 2. 航空航天系统 3. 生物系统 4. 船舶系统 5. 汽车系统 6. 金融系统 此外,Simulink在生态系统、社会和经济等领域也均有所应用。在科学技术飞速发展21世纪,Simulink应用领域也将会更加广泛。 3. 2 Simulink基本模块库简介 3.2.1 Simulink启动 在MATLAB命令窗口(Command Window)中输入simulink,成果是在桌面上浮现一种称为Simulink Library Browser窗口,在这个窗口中列出了按功能分类各种模块名称。也可以通过MATLAB主窗口快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。 图 3.1 Simulink Library Browser窗口 在MATLAB命令窗口中输入simulink3,成果是在桌面上浮现一种用图标形式显示Library :simulink3Simulink模块库窗口。 图3.2 Simulink模块库窗口 两种模块库窗口界面只是不同显示形式,顾客可以依照各人喜好进行选用,普通说来第二种窗口直观、形象,易于初学者,但使用时会打开太多子窗口。 3.2.2 Simulink基本模块库简介 Simulink 模块库按功能进行分为如下8类子库: 1.持续模块(Continuous) continuous.mdl (1)Integrator:输入信号积分 (2)Derivative:输入信号微分 (3)Transport Delay:输入信号延时一种固定期间再输出 (4)Variable Transport Delay:输入信号延时一种可变时间再输出 2.离散模块(Discrete) discrete.mdl (1)Discrete-time Integrator:离散时间积分器 (2)First-Order Hold:一阶采样和保持器 (3)Zero-Order Hold:零阶采样和保持器 (4)Unit Delay:一种采样周期延时 3.函数和平台模块(Function&Tables) function.mdl (1)Fcn:用自定义函数(表达式)进行运算 (2)MATLAB Fcn:运用matlab既有函数进行运算 (3)S-Function:调用自编S函数程序进行运算 4.数学模块( Math ) math.mdl (1)Sum:加减运算 (2)Product:乘运算 (3)Gain:比例运算 (4)Math Function:涉及指数函数、对数函数、求平方、开根号等惯用数学函数 (5)Trigonometric Function:三角函数,涉及正弦、余弦、正切等 (6)Abs:取绝对值 (7)Logical Operator:逻辑运算 (8)Relational Operator:关系运算 5.信号和系统模块( Signal&Systems ) sigsys.mdl (1)In1:输入端 (2)Out1:输出端 (3)SubSystem:建立新封装(Mask)功能模块 6.非线性模块( Nonlinear ) nonlinear.mdl 7.接受器模块( Sinks ) sinks.mdl (1)Scope:示波器 (2)To Workspace:将输出写入MATLAB工作空间 (3)To File(.mat):将输出写入数据文献 8.输入源模块( Sources ) sources.mdl (1)Constant:常数信号 (2)Pulse Generator:脉冲发生器 (3)Signal Generator:信号发生器,可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波 (4)Sine Wave:正弦波信号 3.2.3 Simulink简朴模型建立 1.简朴模型建立: (1)建立模型窗口 (2)将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口 (3)对模块进行连接,从而构成需要系统模型 2.模型特点: (1)在Simulink里提供了许多如Scope接受器模块,这使得用Simulink进行仿真具备像做实验普通图形化显示效果 (2)Simulink模型具备层次性,通过底层子系统可以构建上层母系统 (3)Simulink提供了对子系统进行封装功能,顾客可以自定义子系统图标和设立参数对话框 3.Simulink功能模块解决 功能模块基本操作,涉及模块移动、复制、删除、转向、变化大小、模块命名、参数设定、模块输入输出信号等。 模块库中模块可以直接用鼠标进行拖曳(选中模块,按住鼠标左键不放)而放到模型窗口中进行解决。在模型窗口中,选中模块,则其4个角会浮现黑色标记,此时可以对模块进行如下基本操作: (1)移动:选中模块,按住鼠标左键将其拖曳到所需位置即可。若要脱离 线而移动,可按住shift键,再进行拖曳。 (2)复制:选中模块,然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样一种功能模块。 (3)删除:选中模块,按Delete键即可。若要删除各种模块,可以同步按住Shift键,再用鼠标选中各种模块,按Delete键即可。也可以用鼠标选用某区域,再按Delete键就可以把该区域中所有模块和线等所有删除。 (4)转向:为了可以顺序连接功能模块输入和输出端,功能模块有时需要转向。在菜单Format中选取Flip Block旋转180度,选取Rotate Block顺时针旋转90度。或者直接按Ctrl+F键执行Flip Block,按Ctrl+R键执行Rotate Block。 (5)变化大小:选中模块,对模块浮现4个黑色标记进行拖曳即可。 (6)模块命名:先用鼠标在需要更改名称上单击一下,然后直接更改即可。名称在功能模块上位置也可以变换180度,可以用Format菜单中Flip Name来实现,也可以直接通过鼠标进行拖曳。Hide Name可以隐藏模块名称。 (7)参数设定:用鼠标双击模块,就可以进入模块参数设定窗口,从而对模块进行参数设定。参数设定窗口包括了该模块基本功能协助,为获得更详尽协助,可以点击其上help按钮。通过对模块参数设定,就可以获得需要功能模块。 (8)模块输入输出信号:模块解决信号涉及标量信号和向量信号;标量信号是一种单一信号,而向量信号为一种复合信号,是各种信号集合,它相应着系统中几条连线合成。缺省状况下,大多数模块输出都为标量信号,对于输入信号,模块都具备一种“智能”辨认功能,能自动进行匹配。某些模块通过对参数设定,可以使模块输出向量信号。 4.Simulink线解决 Simulink模型构建是通过用线将各种功能模块进行连接而构成。用鼠标可以在功能模块输入与输出端之间直接连线。所画线可以变化粗细、设定标签,也可以把线折弯、分支: (1)变化粗细:线因此有粗细是由于线引出信号可以是标量信号或向量信号,当选中Format菜单下Wide Vector Lines时,线粗细会依照线所引出信号是标量还是向量而变化,如果信号为标量则为细线,若为向量则为粗线。选中Vector Line Widths则可以显示出向量引出线宽度,即向量信号由多少个单一信号合成 (2)设定标签:只要在线上双击鼠标,即可输入该线阐明标签。也可以通过选中线,然后打开Edit菜单下Signal Properties进行设定,其中signal name属性作用是标明信号名称,设立这个名称反映在模型上直接效果就是与该信号关于端口相连所有直线附近都会浮现写有信号名称标签。 线折弯:按住Shift键,再用鼠标在要折弯线处单击一下,就会浮现圆圈,表达折点,运用折点就可以变化线形状 (3)线分支:按住鼠标右键,在需要分支地方拉出即可以。或者按住Ctrl键,并在要建立分支地方用鼠标拉出即可。 5.Simulink自定义功能模块 一种办法是采用Signal&Systems 模块库中Subsystem功能模块,运用其编辑区设计组合新功能模块: (1)将Signal&Systems 模块库中Subsystem功能模块复制到打开模型窗口中 (2)双击Subsystem功能模块,进入自定义功能模块窗口,从而可以运用已有基本功能模块设计出新功能模块 另一种办法是将既有各种功能模块组合起来,形成新功能模块。对于很大Simulink模型,通过自定义功能模块可以简化图形,减少功能模块个数,有助于模型分层构建: (1)在模型窗口中建立所定义功能模块子模块 (2)用鼠标将这些需要组合功能模块框住,然后选取Edit菜单下Create Subsystem即可。 3.2.4 Simulink仿真运营 构建好一种系统模型之后,接下来事情就是运营模型,得出仿真成果。运营一种仿真完整过程提成三个环节:设立仿真参数,启动仿真和仿真成果分析。 1.设立仿真参数和选取解法器 设立仿真参数和选取解法器,选取Simulation菜单下Parameters命令,就会弹出一种仿真参数对话框,它重要用三个页面来管理仿真参数: (1)Solver页,它容许顾客设立仿真开始和结束时间,选取解法器,阐明解法器参数及选取某些输出选项。此页可以进行设立有:选取仿真开始和结束时间;选取解法器,并设定它参数;选取输出项。 1)仿真时间:注意这里时间概念与真实时间并不同样,只是计算机仿真中对时间一种表达,例如10秒仿真时间,如果采样步长定为0.1,则需要执行100步,若把步长减小,则采样点数增长,那么实际执行时间就会增长。普通仿真开始时间设为0,而结束时间视不同因素而选取。总说来,执行一次仿真要耗费时间依赖于诸多因素,涉及模型复杂限度、解法器及其步长选取、计算机时钟速度等等。 2)仿真步长模式:顾客在Type背面第一种下拉选项框中指定仿真步长选用方式,可供选取有Variable-step(变步长)和Fixed-step(固定步长)方式。 变步长模式可以在仿真过程中变化步长,提供误差控制和过零检测。固定步长模式在仿真过程中提供固定步长,不提供误差控制和过零检测。顾客还可以在第二个下拉选项框中选取相应模式下仿真所采用算法。 3)变步长模式解法器有:ode45,ode23,ode113,ode15s,ode23s,ode23t,ode23tb和discrete ode45:缺省值,四/五阶龙格-库塔法,合用于大多数持续或离散系统,但不合用于刚性(stiff)系统。它是单步解法器,也就是,在计算y(tn)时,它仅需要近来解决时刻成果y(tn-1)。普通来说,面对一种仿真问题最佳是一方面试试ode45 ode23:二/三阶龙格-库塔法,它在误差限规定不高和求解问题不太难状况下,也许会比ode45更有效,它也是一种单步解法器 ode113:是一种阶数可变解法器,它在误差容许规定严格状况下普通比ode45有效,ode113是一种多步解法器,也就是在计算当前时刻输出时,它需要此前各种时刻解 ode15s:是一种基于数字微分公式解法器(NDFs),也是一种多步解法器。合用于刚性系统,当顾客预计要解决问题是比较困难,或者不能使用ode45,或者虽然使用效果也不好,就可以用ode15s ode23s:它是一种单步解法器,专门应用于刚性系统,在弱误差容许下效果好于ode15s,它能解决某些ode15s所不能有效解决stiff问题 ode23t:是梯形规则一种自由插值实现。这种解法器合用于求解适度stiff问题而顾客又需要一种无数字振荡解法器状况。 ode23tb:是TR-BDF2一种实现, TR-BDF2 是具备两个阶段隐式龙格-库塔公式 discrtet:当Simulink检查到模型没有持续状态时使用它 4)固定步长模式解法器有:ode5,ode4,ode3,ode2,ode1和discrete。 ode5:缺省值,是ode45固定步长版本,合用于大多数持续或离散系统,不合用于刚性系统 ode4:四阶龙格-库塔法,具备一定计算精度 ode3:固定步长二/三阶龙格-库塔法 ode2:改进欧拉法 ode1:欧拉法 discrete:是一种实现积分固定步长解法器,它适合于离散无持续状态系统 5)步长参数:对于变步长模式,顾客可以设立最大和推荐初始步长参数,缺省状况下,步长自动地拟定,它由值auto表达 Maximum step size(最大步长参数):它决定理解法器可以使用最大时间步长,它缺省值为“仿真时间/50”,即整个仿真过程中至少取50个取样点,但 这样取法对于仿真时间较长系统则也许带来取样点过于稀疏,而使仿真成果失真。普通建议对于仿真时间不超过15s采用默认值即可,对于超过15s每秒至少保证5个采样点,对于超过100s,每秒至少保证3个采样点 Initial step size(初始步长参数):普通建议使用“auto”默认值即可 仿真精度定义(对于变步长模式) Relative tolerance(相对误差):它是指误差相对于状态值,是一种比例,缺省值为1e-3,表达状态计算值要精准到0.1%。 Absolute tolerance(绝对误差):表达误差值门限,或者是说在状态值为零状况下,可以接受误差。如果它被设成了auto,那么simulink为每一种状态设立初始绝对误差为1e-6 6)Mode(固定步长模式选取) Multitasking:选取这种模式时,当simulink检测到模块间非法采样速率转换,它会给出错误提示。所谓非法采样速率转换指两个工作在不同采样速率模块之间直接连接。在实时多任务系统中,如果任务之间存在非法采样速率转换,那么就有也许浮现一种模块输出在另一种模块需要时却无法运用状况。通过检查这种转换,Multitasking将有助于顾客建立一种符合现实多任务系统有效模型。 使用速率转换模块可以减少模型中非法速率转换,Simulink提供了两个这样模块:unit delay模块和zero-order hold模块。对于从慢速率到迅速率非法转换,可以在慢输出端口和快输入端口插入一种单位延时unit delay模块。而对于迅速率到慢速率转换,则可以插入一种零阶采样保持器zero-order hold。 Singletasking:这种模式不检查模块间速率转换,它在建立单任务系统模型时非常有用,在这种系统就不存在任务同步问题。 Auto:这种模式,simulink会依照模型中模块采样速率与否一致,自动决定切换到multitasking和singletasking。 7)输出选项 Refine output:这个选项可以理解成精细输出,其意义是在仿真输出太稀松时,simulink会产生额外精细输出,这一点就像插值解决同样。顾客可以在refine factor设立仿真时间步间插入输出点数。产生更光滑输出曲线,变化精细因子比减小仿真步长更有效。精细输出只能在变步长模式中才干使用,并且在ode45效果最佳。 Produce additional output:它容许顾客直接指定产生输出时间点。一旦选取了该项,则在它右边浮现一种output times编辑框,在这里顾客指定额外仿真输出点,它既可以是一种时间向量,也可以是表达式。与精细因子相比,这个选项会变化仿真步长。 Produce specified output only:它意思是让simulink只在指定期间点上产生输出。为此解法器要调节仿真步长以使之和指定期间点重叠。这个选项在比- 配套讲稿:
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