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Discrete Transfer Fcn

实现离散传递函数

  • Discrete Transfer Fcn block

库:
Simulink / Discrete
HDL Coder / Discrete
HDL Coder / HDL Floating Point Operations

描述

Discrete Transfer Fcn 模块实现 z 变换传递函数,如下所示:

H(z)=num(z)den(z)=num0zm+num1zm1+...+nummden0zn+den1zn1+...+denn

其中 m+1n+1 分别是分子和分母系数的数量。numden 包含按 z 的降幂顺序排列的分子和分母系数。num 可以是向量或矩阵,而 den 必须为向量。分母的阶必须大于或等于分子的阶。

z 的降幂顺序指定分子和分母多项式的系数。利用此模块,您可以使用 z 形式的多项式来表示离散系统,这是控制工程师通常使用的方法。与之相反,Discrete Filter 模块则允许使用 z-1(延迟算子)形式的多项式来表示离散系统,这是信号处理工程师通常使用的方法。当分子和分母多项式的长度相同时,这两种方法相同。

Discrete Transfer Fcn 模块将 z 变换传递函数应用于输入的每个独立通道。输入处理参数用于指定该模块将输入的每个列作为单个通道处理(基于帧的处理)还是将输入的每个元素作为单个通道处理(基于采样的处理)。要执行基于帧的处理,您必须拥有 DSP System Toolbox™ 许可证。

指定初始状态

使用初始状态参数可以指定初始滤波器状态。您指定的初始状态是在实现离散传递函数的滤波器图中使用的 Unit Delay 模块的初始条件。

要确定您必须指定的初始状态数量以及如何指定这些状态,请使用下列各表。

基于帧的处理

输入 通道数有效初始状态(对话框)有效初始状态(输入端口)
  • 列向量 (K×1)

  • 无向向量 (K)

1
  • 标量

  • 列向量 (M×1)

  • 行向量 (1×M)

  • 标量

  • 列向量 (M×1)

  • 行向量 (1×N)

  • 矩阵 (K×N)

N
  • 标量

  • 列向量 (M×1)

  • 行向量 (1×M)

  • 矩阵 (M×N)

  • 标量

  • 矩阵 (M×N)

基于采样的处理

输入通道数有效初始状态(对话框)有效初始状态(输入端口)
  • 标量

1
  • 标量

  • 列向量 (M×1)

  • 行向量 (1×M)

  • 标量

  • 列向量 (M×1)

  • 行向量 (1×M)

  • 行向量 (1×N)

  • 列向量 (N×1)

  • 无向向量 (N)

N
  • 标量

  • 列向量 (M×1)

  • 行向量 (1×M)

  • 矩阵 (M×N)

  • 标量

  • 矩阵 (K×N)

K×N
  • 标量

  • 列向量 (M×1)

  • 行向量 (1×M)

  • 矩阵 (M×(K×N))

  • 标量

初始状态为标量时,模块将所有滤波器状态初始化为相同的标量值。要将所有状态初始化为零,请输入 0。当初始状态为向量或矩阵时,每个向量或矩阵元素都为相应通道中的相应延迟元素指定唯一的初始状态:

  • 向量长度必须等于滤波器中的延迟元素数,M = max(number of zeros, number of poles)

  • 矩阵的行数必须与滤波器中的延迟元素数相同,M = max(number of zeros, number of poles)。矩阵的每一列还须对应输入信号的一个通道。

以下示例说明了初始滤波器输出与初始输入和状态之间的关系。假定有一个初始输入 u1,则第一个输出 y1 与初始状态 [x1, x2] 和初始输入的关系如下所示:

y1=4x1x2=1/2(u13x1)

端口

输入

全部展开

输入信号,指定为标量、向量或矩阵。

数据类型: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point

分子多项式的系数指定为 z 的降幂顺序的向量或矩阵。使用行向量可指定单个分子多项式的系数。使用矩阵可以指定要应用于同一输入的多个滤波器的系数。矩阵的每一行表示一组滤波器抽头。分母的阶必须大于或等于分子的阶。

依存关系

要启用此端口,请将分子源设置为输入端口

分子和分母系数必须具有相同的复/实性。它们可以有不同的字长和小数长度。

数据类型: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point

分母多项式的系数指定为 z 的降幂形式的向量。使用行向量可指定单个分母多项式的系数。使用矩阵可以指定要应用于同一输入的多个滤波器的系数。矩阵的每一行表示一组滤波器抽头。分母的阶必须大于或等于分子的阶。分母首项系数不能为 0

依存关系

要启用此端口,请将分母源设置为输入端口

分子和分母系数必须具有相同的复/实性。它们可以有不同的字长和小数长度。

数据类型: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point

外部重置信号,指定为标量。当指定的触发事件发生时,模块将状态重置为其初始条件。

提示

此端口的图标根据外部重置参数的值更改。

依存关系

要启用此端口,请将外部重置设置为上升沿下降沿任一沿电平电平保持

限制

重置信号必须是单精度、双精度、布尔或整数类型的标量。不支持 ufix1 以外的定点数据类型。

数据类型: single | double | Boolean | int8 | int16 | int32 | fixed point

初始状态,指定为标量、向量或矩阵。有关指定状态的详细信息,请参阅指定初始状态。当输入或系数为复数时,状态为复数。

依存关系

要启用此端口,请将初始状态源设置为输入端口

数据类型: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point

输出

全部展开

输出信号,指定为标量、向量或矩阵。

当您将采样时间设置为 -1 时,输出信号的采样时间与输入信号 u 的采样时间相同。

数据类型: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point

参数

全部展开

常设

将分子系数的信源指定为对话框输入端口

编程用法

模块参数NumeratorSource
类型:字符向量
值:'Dialog' | 'Input port'
默认值:'Dialog'

离散传递函数的分子系数。要指定系数,请将设置为对话框。然后,在中按 z 的降幂顺序输入系数。使用行向量可指定单个分子多项式的系数。使用矩阵可以指定要应用于同一输入的多个滤波器的系数。矩阵的每一行表示一组滤波器抽头。

依存关系

要启用此参数,请将分子源设置为对话框

编程用法

模块参数Numerator
类型:字符向量
值:标量 | 向量 | 矩阵
默认值:'[1]'

将分母系数的信源指定为对话框输入端口

编程用法

模块参数DenominatorSource
类型:字符向量
值:'Dialog' | 'Input port'
默认值:'Dialog'

离散传递函数的分母系数。要指定系数,请将设置为对话框。然后,在中按 z 的降幂顺序输入系数。使用行向量可指定单个分母多项式的系数。使用矩阵可以指定要应用于同一输入的多个滤波器的系数。矩阵的每一行表示一组滤波器抽头。

依存关系

要启用此参数,请将分母源设置为对话框

编程用法

模块参数Denominator
类型:字符向量
值:标量 | 向量 | 矩阵
默认值'[1 0.5]'

将初始状态的信源指定为对话框输入端口

编程用法

模块参数InitialStatesSource
类型:字符向量
值:'Dialog' | 'Input port'
默认值:'Dialog'

将初始滤波器状态指定为标量、向量或矩阵。要了解如何指定初始状态,请参阅指定初始状态

依存关系

要启用此参数,请将初始状态源设置为对话框

编程用法

模块参数InitialStates
类型:字符向量
值:标量 | 向量 | 矩阵
默认值:'0'

指定用于将状态重置为初始条件的触发事件。

重置模式行为
不重置。
上升沿在上升边重置。
下降沿在下降边重置。
任一沿在上升或下降边重置。
电平

在下列任一情况下重置:

  • 当重置信号在当前时间步为非零值时

  • 当重置信号值从上一时间步的非零更改为当前时间步的零时

电平保持当重置信号在当前时间步为非零值时重置

编程用法

模块参数ExternalReset
类型:字符向量
'None' | 'Rising' | 'Falling' | 'Either' | 'Level' | 'Level hold'
默认值'None'

指定模块是执行基于采样还是基于帧的处理。

  • 元素作为通道(基于采样) - 将输入的每个元素作为独立通道处理。

  • 列作为通道(基于帧) - 将输入的每列作为独立通道处理。

    注意

    基于帧的处理需要具有 DSP System Toolbox 许可证。

    有关详细信息,请参阅Sample- and Frame-Based Concepts (DSP System Toolbox)

编程用法

模块参数InputProcessing
类型:字符向量
值:'Elements as channels (sample based)' | 'Columns as channels (frame based)'
默认值:'Elements as channels (sample based)'

当分母的首项系数 a0 等于 1 时选择。此参数可以优化您的代码。

当选中此复选框时,该模块在仿真或生成的代码中不会执行对 a0 的除法运算。如果 a0 不等于 1,则会出错。

当清除此复选框时,该模块在仿真期间完全可调,并且在仿真和代码生成中均会执行除以 a0 的运算。

编程用法

模块参数a0EqualsOne
类型:字符向量
值:'off' | 'on'
默认值:'off'

指定采样时间间隔。要继承采样时间,请将此参数设置为 -1。有关详细信息,请参阅指定采样时间

依存关系

仅当您将此参数设置为 -1 以外的值时才可见。要了解详细信息,请参阅不建议设置采样时间的模块

编程用法

模块参数:SampleTime
类型:字符串标量或字符向量
默认值:"-1"

数据类型

指定状态数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 与输入相同

  • 内置整数,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数StateDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Same as input' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值:'Inherit: Same as input'

指定分子系数数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 从内部规则继承

  • 内置整数,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数 NumCoefDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Inherit via internal rule' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16)' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值:'Inherit: Inherit via internal rule'

指定分子系数可以具有的最小值。默认值为 [](未指定)。Simulink® 软件使用此值执行:

编程用法

模块参数NumCoefMin
类型:字符向量
值:标量
默认值:'[]'

指定分子系数可以具有的最大值。默认值为 [](未指定)。Simulink 软件使用此值执行:

编程用法

模块参数NumCoefMax
类型:字符向量
值:标量
默认值:'[]'

指定分子系数的乘积输出数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 从内部规则继承

  • 内置数据类型,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数NumProductDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Inherit via internal rule' | 'Inherit: Same as input' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值'Inherit: Inherit via interal rule'

指定分子系数的累加器数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 从内部规则继承

  • 内置数据类型,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数NumAccumDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Inherit via internal rule' | 'Inherit: Same as input' | 'Inherit: Same as product output' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值'Inherit: Inherit via interal rule'

指定分母系数数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 从内部规则继承

  • 内置整数,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数DenCoefDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Inherit via internal rule' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16)' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值:'Inherit: Inherit via internal rule'

指定分母系数可以具有的最小值。默认值为 [](未指定)。Simulink 软件使用此值执行:

编程用法

模块参数DenCoefMin
类型:字符向量
值:标量
默认值:'[]'

指定分母系数可以具有的最大值。默认值为 [](未指定)。Simulink 软件使用此值执行:

编程用法

模块参数DenCoefMax
类型:字符向量
值:标量
默认值:'[]'

指定分母系数的乘积输出数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 从内部规则继承

  • 内置数据类型,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数DenProductDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Inherit via internal rule' | 'Inherit: Same as input' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值'Inherit: Inherit via interal rule'

指定分母系数的累加器数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 从内部规则继承

  • 内置数据类型,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数DenAccumDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Inherit via internal rule' | 'Inherit: Same as input' | 'Inherit: Same as product output' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值'Inherit: Inherit via interal rule'

指定输出数据类型。可以将其设置为:

  • 继承数据类型的规则,例如继承: 从内部规则继承

  • 内置数据类型,例如 int8

  • 数据类型对象,例如 Simulink.NumericType 对象

  • 计算结果为数据类型的表达式,例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手,请点击 the Show data type assistant button。有关详细信息,请参阅使用数据类型助手指定数据类型

编程用法

模块参数OutDataTypeStr
类型:字符向量
值:'Inherit: Inherit via internal rule' | 'Inherit: Same as input' | 'int8' | 'int16' | 'int32' | 'int64' | 'fixdt(1,16)' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type expression>'
默认值'Inherit: Inherit via interal rule'

指定模块可以输出的最小值。默认值为 [](未指定)。Simulink 使用此值来执行:

编程用法

模块参数OutMin
类型:字符向量
值:标量
默认值:'[]'

指定模块可以输出的最大值。默认值为 [](未指定)。Simulink 使用此值来执行:

编程用法

模块参数OutMax
类型:字符向量
值:标量
默认值:'[]'

选择此参数可防止定点工具覆盖您对此模块指定的数据类型。有关详细信息,请参阅Lock the Output Data Type Setting (Fixed-Point Designer)

编程用法

模块参数LockScale
类型:字符向量
值:'off' | 'on'
默认值:'off'

指定定点运算的舍入模式。有关详细信息,请参阅舍入 (Fixed-Point Designer)

模块参数始终舍入到最邻近的可表示值。要控制模块参数的舍入方法,请在封装字段中使用 MATLAB® 舍入函数输入表达式。

编程用法

模块参数RndMeth
类型:字符向量
值:'Ceiling' | 'Convergent' | 'Floor' | 'Nearest' | 'Round' | 'Simplest' | 'Zero'
默认值:'Floor'

指定对溢出是进行饱和处理还是绕回处理。

操作原理说明对溢出的影响示例

选中此复选框 (on)。

您的模型可能有溢出,并且您希望在生成的代码中具有显式饱和保护。

将溢出饱和处理为数据类型能够表示的最小值或最大值。

int8(有符号 8 位整数)数据类型可以表示的最大值为 127。任何大于此最大值的模块运算结果都会导致 8 位整数溢出。如果选中此复选框,模块输出将在达到 127 时饱和。类似地,模块输出将在达到最小输出值 -128 时饱和。

不选中此复选框 (off)。

您需要优化所生成代码的效率。

您希望避免过度地指定信号超出范围时的处理方式。有关详细信息,请参阅信号范围错误故障排除

溢出会绕回到由数据类型表示的适当值。

int8(有符号 8 位整数)数据类型可以表示的最大值为 127。任何大于此最大值的模块运算结果都会导致 8 位整数溢出。清除该复选框时,软件会将导致溢出的值解释为 int8,这可能产生意外结果。例如,以 int8 表示的模块结果 130(二进制 1000 0010)为 -126。

如果选中此复选框,饱和将应用于模块中的每个内部操作,而不仅仅应用于输出或结果。通常,代码生成过程可以检测何时不会发生溢出。在这种情况下,代码生成器不会生成饱和代码。

编程用法

模块参数SaturateOnIntegerOverflow
类型:字符向量
值:'off' | 'on'
默认值:'off'

状态属性

使用此参数为模块状态指定唯一名称。默认值为 ' '。如果此字段为空,则表示未指定任何名称。使用此参数时,请记住以下注意事项:

  • 有效的标识符以字母或下划线字符开始,后跟字母数字或下划线字符。

  • 状态名称仅适用于所选模块。

当您点击应用时,此参数将启用状态名称必须解析为 Simulink 信号对象

有关详细信息,请参阅C Data Code Interface Configuration for Model Interface Elements (Simulink Coder)

编程用法

模块参数StateName
类型:字符向量
值:唯一名称
默认值:''

选中此复选框会要求将状态名称解析为 Simulink 信号对象。

依存关系

要启用此参数,请为状态名称指定值。仅当将模型配置参数信号解析设置为除以外的值时,才会显示此参数。

编程用法

模块参数StateMustResolveToSignalObject
类型:字符向量
值:'off' | 'on'
默认值:'off'

模块特性

数据类型

double | fixed pointa | integera | single

直接馈通

多维信号

可变大小信号

过零检测

a 此模块仅支持有符号定点数据类型。

扩展功能

C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

PLC 代码生成
使用 Simulink® PLC Coder™ 生成结构化文本代码。

版本历史记录

在 R2006a 之前推出

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