开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（二）——MATLAB Fuction模块

文章目录

前言

MATLAB Fuction模块

采样点设置

FFT 求解

分析和应用

总结

前言

见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（一）——powergui模块》

MATLAB Fuction模块

MATLAB Fuction模块是在Simulink建模仿真或生成代码时，调用Matlab库函数或自定义函数的一个接口。其在Simulink Toolbox库中的位置如下图所示。

Mathworks官方Help对该模块的说明如下所示。

MATLAB Fuction模块里边可调用的库函数包括abs()、sqrt()、mod()、max()、min()、sun()、mean()、var()、std()、sin()、fft()等。其他更多库函数可以在Help中查找，如下图所示。

这些库函数涉及的数学基础和扩展知识非常多，本文选取其中的fft()函数为例，重点介绍该函数在MATLAB Fuction模块中的使用方法。fft()函数在官方Help中的介绍如下：

采样点设置

这里举例一个AC220V 50Hz的电网中，叠加了一个AC110V 100Hz的信号，两个信号源的设置如下：

T = 0.001;    %信号采样周期1ms
Fre = 1/T;    %信号采样频率1000Hz
Length = 500;    %500个采样点
t = (0:Length-1)*T;    %信号时间轴
U1 = 220*sqrt(2)*sin(2*pi*50*t);    %AC220V@50Hz信号
U2 = 110*sqrt(2)*sin(2*pi*100*t);    %AC110V@100Hz信号
S = U1 + U2;    %耦合信号

上述两个AC信号耦合后得到的S信号如下：

FFT 求解

第一步，使用MATLAB Fuction模块调用fft()库函数对上述叠加信号的采样点进行解算，函数代码如下所示：

function [freq, y] = fcn(S)

Fs = 1000；

L = length(S);
Y = fft(S);
P2 = abs(Y)/L;
P1 = P2(1:L/2+1);
P1(2:end-1) = 2*P1(2:end-1);

freq = (0:L/2)*Fs/L;
y = P1;

第二步，在Simulink模型中使用两个Display模块，查看上述函数计算获得的freq向量和y向量，如下图所示：

为了更直观的看到freq和y的对应关系，可以用plot()函数将两个信号画成一条相关曲线，如下图所示：

分析和应用

MATLAB Fuction模块在Simulink模型仿真和自动生成代码上面的应用功能非常强大，主要得益于MATLAB自带了丰富的库函数，并且开发人员还能基于该模块开发自己的函数库。项目中使用MATLAB Fuction模块后，很多功能开发的代码量大大减少，同时也意味着软件开发全流程的人力和时间投入大幅缩减。主要适用于有架构支撑、模块化开发的大型软件项目，可以合理协调团队成员的分工合作，提高代码可控性，增加代码的复用率，减少代码移植障碍。