Математическая функция

Выполните математическую функцию

Библиотека:
Simulink / Математические операции
HDL Coder / Математические операции

Описание

Блок Math Function выполняет многочисленные общие математические функции.

Совет

Чтобы выполнить вычисления квадратного корня, используйте блок Sqrt.

Можно выбрать одну из этих функций из списка параметров Function.

Функция	Описание	Математическое выражение	MATLAB^® Equivalent
`exp`	Экспоненциал	`^eu`	`exp`
`log`	Натуральный логарифм	`ln u`	`log`
`10^u`	Степень основы 10	`^10u`	`10.^u` (см. `power`),
`log10`	Распространенный (базируются 10), логарифм	`log u`	`log10`
`magnitude^2`	Комплексный модуль	`\|u\|2`	`(abs(u)).^2` (см. `abs` и `power`),
`square`	Степень 2	`u2`	`u.^2` (см. `power`),
`pow`	Степень	`uv`	`power`
`conj`	Сопряженное комплексное число	`ū`	`conj`
`reciprocal`	Обратная величина	`1/u`	`1./u` (см. `rdivide`),
`hypot`	Квадратный корень из квадратов суммы	`(u2+v2)0.5`	`hypot`
`rem`	Остаток после деления	—	`rem`
`mod`	Модуль после деления	—	`mod`
`transpose`	Перемещение	`uT`	`u.'` (см. Массив по сравнению Матричные операции (MATLAB)),
`hermitian`	Комплексное сопряженное транспонирование	`uH`	`u'` (см. Массив по сравнению Матричные операции (MATLAB)),

Блок вывод является результатом операции функции на входе или входных параметрах. Функции поддерживают эти типы операций.

Функция	Скалярные операции	Поэлементные векторные и Матричные операции	Векторные и Матричные операции
`exp`	Да	Да	—
`log`	Да	Да	—
`10^u`	Да	Да	—
`log10`	Да	Да	—
`magnitude^2`	Да	Да	—
`square`	Да	Да	—
`pow`	Да	Да	—
`conj`	Да	Да	—
`reciprocal`	Да	Да	—
`hypot`	Да, на двух входных параметрах	Да, на двух входных параметрах (два вектора или две матрицы, одного размера, скаляр и вектор, или скаляр и матрица)	—
`rem`	Да, на двух входных параметрах	Да, на двух входных параметрах (два вектора или две матрицы, одного размера, скаляр и вектор, или скаляр и матрица)	—
`mod`	Да, на двух входных параметрах	Да, на двух входных параметрах (два вектора или две матрицы, одного размера, скаляр и вектор, или скаляр и матрица)	—
`transpose`	Да	—	Да
`hermitian`	Да	—	Да

Имя функции появляется на блоке. Соответствующее количество входных портов появляется автоматически.

Совет

Используйте блок Math Function вместо блока Fcn когда это необходимо векторный или матричный вывод, потому что блок Fcn производит только скалярный вывод.

Поддержка типов данных

Эта таблица показывает типы входных данных, что каждая функция блока может поддержать.

Функция	единственный	'double'	булевская переменная	встроенное целое число	фиксированная точка
`exp`	Да	Да	—	—	—
`log`	Да	Да	—	—	—
`10^u`	Да	Да	—	—	—
`log10`	Да	Да	—	—	—
`magnitude^2`	Да	Да	—	Да	Да
`square`	Да	Да	—	Да	Да
`pow`	Да	Да	—	—	—
`conj`	Да	Да	—	Да	Да
`reciprocal`	Да	Да	—	Да	Да
`hypot`	Да	Да	—	—	—
`rem`	Да	Да	—	Да	—
`mod`	Да	Да	—	Да	—
`transpose`	Да	Да	Да	Да	Да
`hermitian`	Да	Да	—	Да	Да

Порты

Входной параметр

развернуть все

`Port_1` — Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

Входной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица. Все поддерживаемые режимы принимают и действительные и комплексные входные параметры, за исключением reciprocal, который не принимает комплексные входные параметры фиксированной точки. См. Описание для получения дополнительной информации.

Зависимости

Поддержка типов данных для этого блока зависит от Function, который вы выбираете и размер входа (входов). Для получения дополнительной информации смотрите Поддержку типов данных.

`Port_2` — Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Function на hypot, rem или mod.

Поддержка типов данных для этого блока зависит от Function, который вы выбираете, и размер входа (входов). Для получения дополнительной информации смотрите Поддержку типов данных.

Вывод

развернуть все

`Port_1` — Результат операции функции на входе или входных параметрах
скаляр | вектор | матрица

Выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица. Размерности блока вывод зависят от Function, который вы выбираете и размер входных параметров. Блок вывод является действительным или комплексным, в зависимости от того, что вы выбираете для Output signal type. См. Описание для получения дополнительной информации.

Параметры

развернуть все

Основной

`Функция` Математическая функция
`exp` (значение по умолчанию) | `log` | `10^u` | `log10` | `magnitude^2` | `square` | `pow` | `conj` | `reciprocal` | `hypot` | `rem` | `mod` | `transpose` | `hermitian`

Задайте математическую функцию. См. Описание для получения дополнительной информации об опциях для этого параметра.

Программируемое использование

Параметры блоков: Operator

Ввод: символьный вектор

Значения:

'exp' | 'log' | '10^u' | 'log10' | 'magnitude^2' | 'square' | 'pow' | 'conj' | 'reciprocal' | 'hypot' | 'rem' | 'mod' | 'transpose' | 'hermitian'

Значение по умолчанию: 'exp'

`Output signal type` — Сложность выходного сигнала
`auto` (значение по умолчанию) | `real` | `complex`

Задайте тип выходного сигнала блока Math Function как auto, real или complex.

Функция Тип входного сигнала Тип выходного сигнала

'auto' Действительный Комплекс

Функция	Тип входного сигнала	Тип выходного сигнала
`exp`, `log`, `10u`, `log10`, `square`, `pow`, `reciprocal`, `conjugate`, `transpose`, `hermitian`	`real` `complex`	`real` `complex`	`real` `error`	`complex` `complex`
`magnitude squared`	`real` `complex`	`real` `real`	`real` `real`	`complex` `complex`
`hypot`, `rem`, `mod`	`real` `complex`	`real` `error`	`real` `error`	`complex` `error`

exp, log, 10u, log10, square, pow, reciprocal, conjugate, transpose, hermitian

real

complex

real

complex

real

error

complex

magnitude squared

real

complex

real

complex

hypot, rem, mod

real

complex

real

error

real

error

complex

error

Программируемое использование

Параметры блоков: OutputSignalType

Ввод: символьный вектор

Значения: 'auto' | 'real' | 'complex'

Значение по умолчанию: 'auto'

`'SampleTime'` Задайте шаг расчета как значение кроме `-1`
`-1` (значение по умолчанию) | скаляр

Задайте шаг расчета как значение кроме-1. Для получения дополнительной информации см. Настройку времени выборки.

Зависимости

Этот параметр не видим, если он явным образом не установлен в значение кроме -1. Чтобы узнать больше, смотрите Блоки, для Которых Не Рекомендуется Шаг расчета.

Программируемое использование

Параметры блоков: SampleTime

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр

Значение по умолчанию: '-1'

Атрибуты сигнала

`Output minimum` — Минимальное выходное значение для проверки диапазона
`[]` (значение по умолчанию) | скаляр

Нижнее значение выходной области значений, которую проверяет Simulink^®.

Simulink использует минимум, чтобы выполнить:

Проверка диапазона параметра (см., Задает Минимальные и Максимальные значения для Параметров блоков) для некоторых блоков.
Проверка диапазона симуляции (см. Диапазоны сигнала и Включают Проверку диапазона Симуляции).
Автоматическое масштабирование типов данных с фиксированной точкой.
Оптимизация кода, который вы генерируете из модели. Эта оптимизация может удалить алгоритмический код и влиять на результаты некоторых режимов симуляции, такие как SIL или режим external mode. Для получения дополнительной информации смотрите, Оптимизируют использование заданных минимальных и максимальных значений (Simulink Coder).

Примечание

Output minimum не насыщает или отсекает фактический выходной сигнал. Используйте блок Saturation вместо этого.

Программируемое использование

Параметры блоков: OutMin

Ввод: символьный вектор

Значения: '[ ]' | скаляр

Значение по умолчанию: '[ ]'

`Output maximum` — Максимальное выходное значение для проверки диапазона
`[]` (значение по умолчанию) | скаляр

Верхнее значение выходной области значений это Simulink Check.

Simulink использует максимальное значение, чтобы выполнить:

Проверка диапазона параметра (см., Задает Минимальные и Максимальные значения для Параметров блоков) для некоторых блоков.
Проверка диапазона симуляции (см. Диапазоны сигнала и Включают Проверку диапазона Симуляции).
Автоматическое масштабирование типов данных с фиксированной точкой.
Оптимизация кода, который вы генерируете из модели. Эта оптимизация может удалить алгоритмический код и влиять на результаты некоторых режимов симуляции, такие как SIL или режим external mode. Для получения дополнительной информации смотрите, Оптимизируют использование заданных минимальных и максимальных значений (Simulink Coder).

Примечание

Output maximum не насыщает или отсекает фактический выходной сигнал. Используйте блок Saturation вместо этого.

Программируемое использование

Параметры блоков: OutMax

Ввод: символьный вектор

Значения: '[ ]' | скаляр

Значение по умолчанию: '[ ]'

`Output data type` — Задайте тип выходных данных
`Inherit: Same as first input` (значение по умолчанию) | `Inherit: Inherit via internal rule` | `Inherit: Inherit via back propagation` | `double` | `single` | `int8` | `uint8` | `int16` | `uint16` | `int32` | `uint32` | `int64` | `uint64` | `fixdt(1,16)` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

Задайте тип выходных данных. Можно установить его на:

Правило, которое наследовало тип данных, например, Inherit: Inherit via back propagation
Имя встроенного типа данных, например, single
Имя объекта типа данных, например, объекта Simulink.NumericType
Выражение, которое оценивает к типу данных, например, fixdt(1,16,0)

Нажмите кнопку Show data type assistant, чтобы отобразить Data Type Assistant, который помогает вам установить атрибуты типа данных. Для получения дополнительной информации смотрите, Задают Типы данных Используя Ассистент Типа данных.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Function на magnitude^2, square или reciprocal.

Программируемое использование

Параметры блоков: OutDataTypeStr

Ввод: символьный вектор

Значение по умолчанию: 'Inherit: Same as first input'

`Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools` — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы препятствовать тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили тип данных Output, который вы задаете на блоке. Для получения дополнительной информации смотрите, что Тип Выходных данных Блокировки Использования Устанавливает (Fixed-Point Designer).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Function на magnitude^2, square или reciprocal.

Программируемое использование

Параметры блоков: LockScale

Ввод: символьный вектор

Значения: 'off' | 'on'

Значение по умолчанию: 'off'

Режим `Integer rounding mode` — Rounding для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

Режим Rounding для операций фиксированной точки. Для получения дополнительной информации смотрите Округление (Fixed-Point Designer).

Параметры блоков всегда вокруг к самому близкому представимому значению. Чтобы управлять округлением параметров блоков, введите выражение с помощью MATLAB, округляющего функцию в поле маски.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Function на magnitude^2, square или reciprocal.

Программируемое использование

Параметры блоков: RndMeth

Ввод: символьный вектор

Значение по умолчанию: 'Floor'

`Saturate on integer overflow` — Выберите поведение, когда целочисленное переполнение произойдет
`on` (значение по умолчанию) | булевская переменная

Действие Причины принятия этих мер Что происходит для переполнения Пример

Действие	Причины принятия этих мер	Что происходит для переполнения	Пример
Установите этот флажок.	Ваша модель имеет возможное переполнение, и вы хотите явную защиту насыщения в сгенерированном коде.	Переполнение насыщает или к минимальному или к максимальному значению, которое может представлять тип данных.	Максимальное значение, которое может представлять `int8` (подписанное, 8-битное целое число) тип данных, равняется 127. Любой результат блочной операции, больше, чем это максимальное значение, вызывает переполнение 8-битного целого числа. С установленным флажком блок вывод насыщает в 127. Точно так же блок вывод насыщает в минимальном выходном значении-128.
Не устанавливайте этот флажок.	Вы хотите оптимизировать эффективность своего сгенерированного кода. Вы не хотите чрезмерно определять, как блок обрабатывает сигналы из области значений. Для получения дополнительной информации смотрите Проверку на Ошибки Диапазона сигнала.	Переполнение переносится к соответствующему значению, которое является представимым, по условию вводят.	Максимальное значение, которое может представлять `int8` (подписанное, 8-битное целое число) тип данных, равняется 127. Любой результат блочной операции, больше, чем это максимальное значение, вызывает переполнение 8-битного целого числа. Со снятым флажком программное обеспечение интерпретирует вызывающее переполнение значение как `int8`, который может привести к непреднамеренному результату. Например, результат блока 130 (двоичный файл 1000 0010) выраженный как `int8`,-126.

Установите этот флажок.

Ваша модель имеет возможное переполнение, и вы хотите явную защиту насыщения в сгенерированном коде.

Переполнение насыщает или к минимальному или к максимальному значению, которое может представлять тип данных.

Максимальное значение, которое может представлять int8 (подписанное, 8-битное целое число) тип данных, равняется 127. Любой результат блочной операции, больше, чем это максимальное значение, вызывает переполнение 8-битного целого числа. С установленным флажком блок вывод насыщает в 127. Точно так же блок вывод насыщает в минимальном выходном значении-128.

Не устанавливайте этот флажок.

Вы хотите оптимизировать эффективность своего сгенерированного кода.

Вы не хотите чрезмерно определять, как блок обрабатывает сигналы из области значений. Для получения дополнительной информации смотрите Проверку на Ошибки Диапазона сигнала.

Переполнение переносится к соответствующему значению, которое является представимым, по условию вводят.

Максимальное значение, которое может представлять int8 (подписанное, 8-битное целое число) тип данных, равняется 127. Любой результат блочной операции, больше, чем это максимальное значение, вызывает переполнение 8-битного целого числа. Со снятым флажком программное обеспечение интерпретирует вызывающее переполнение значение как int8, который может привести к непреднамеренному результату. Например, результат блока 130 (двоичный файл 1000 0010) выраженный как int8,-126.

Когда вы устанавливаете этот флажок, насыщение применяется к каждой внутренней операции на блоке, не только выводу или результату. Обычно, процесс генерации кода может обнаружить, когда переполнение не возможно. В этом случае генератор кода не производит код насыщения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Function на magnitude^2, square, conj, reciprocal или hermitian.

Программируемое использование

Параметры блоков: SaturateOnIntegerOverflow

Ввод: символьный вектор

Значение: 'off' | 'on'

Значение по умолчанию: 'on'

Образцовые примеры

Сигнал переменного размера основные операции

Как сигналы переменного размера могут быть сгенерированы и также иллюстрируют некоторые операции, которые могут быть применены к ним. Цель этого примера состоит в том, чтобы ввести вас основным операциям, сопоставленным с сигналами переменного размера.

Открытая модель

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean` \| `double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Блок Math Function имеет ограничения генерации HDL-кода, когда вы устанавливаете Function на reciprocal. Для получения дополнительной информации смотрите Математическую функцию.

Генерация кода PLC
Сгенерируйте код Структурированного текста с помощью Simulink® PLC Coder™.

Преобразование фиксированной точки
Преобразуйте алгоритмы с плавающей точкой в фиксированную точку с помощью Fixed-Point Designer™.

Блок Math Function только поддерживает преобразование фиксированной точки в определенных настройках. Для получения дополнительной информации см. Таблицу Поддержки Блока.

Темы

hisl_0004: Использование блоков Математической функции (натуральный логарифм и основа 10 логарифмов)

Документация

Математическая функция

Описание

Совет

Совет

Поддержка типов данных

Порты

Входной параметр

Port_1 — Входной сигнал скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Port_2 — Входной сигнал скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Вывод

Port_1 — Результат операции функции на входе или входных параметрах скаляр | вектор | матрица

Параметры

Основной

Функция Математическая функция exp (значение по умолчанию) | log | 10^u | log10 | magnitude^2 | square | pow | conj | reciprocal | hypot | rem | mod | transpose | hermitian

Программируемое использование

Output signal type — Сложность выходного сигнала auto (значение по умолчанию) | real | complex

Программируемое использование

'SampleTime' Задайте шаг расчета как значение кроме -1 -1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Атрибуты сигнала

Output minimum — Минимальное выходное значение для проверки диапазона [] (значение по умолчанию) | скаляр

Примечание

Программируемое использование

Output maximum — Максимальное выходное значение для проверки диапазона [] (значение по умолчанию) | скаляр

Примечание

Программируемое использование

Зависимости

Программируемое использование

Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных off (значение по умолчанию) | on

Зависимости

Программируемое использование

Режим Integer rounding mode — Rounding для операций фиксированной точки Floor (значение по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

Зависимости

Программируемое использование

Saturate on integer overflow — Выберите поведение, когда целочисленное переполнение произойдет on (значение по умолчанию) | булевская переменная

Зависимости

Программируемое использование

Образцовые примеры

Сигнал переменного размера основные операции

Характеристики блока

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Генерация кода PLC Сгенерируйте код Структурированного текста с помощью Simulink® PLC Coder™.

Преобразование фиксированной точки Преобразуйте алгоритмы с плавающей точкой в фиксированную точку с помощью Fixed-Point Designer™.

Смотрите также

Темы

Представлено до R2006a

Документация Simulink

Поддержка

`Port_1` — Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

`Port_2` — Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

`Port_1` — Результат операции функции на входе или входных параметрах
скаляр | вектор | матрица

`Функция` Математическая функция
`exp` (значение по умолчанию) | `log` | `10^u` | `log10` | `magnitude^2` | `square` | `pow` | `conj` | `reciprocal` | `hypot` | `rem` | `mod` | `transpose` | `hermitian`

`Output signal type` — Сложность выходного сигнала
`auto` (значение по умолчанию) | `real` | `complex`

`'SampleTime'` Задайте шаг расчета как значение кроме `-1`
`-1` (значение по умолчанию) | скаляр

`Output minimum` — Минимальное выходное значение для проверки диапазона
`[]` (значение по умолчанию) | скаляр

`Output maximum` — Максимальное выходное значение для проверки диапазона
`[]` (значение по умолчанию) | скаляр

`Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools` — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Режим `Integer rounding mode` — Rounding для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

`Saturate on integer overflow` — Выберите поведение, когда целочисленное переполнение произойдет
`on` (значение по умолчанию) | булевская переменная

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Генерация кода PLC
Сгенерируйте код Структурированного текста с помощью Simulink® PLC Coder™.

Преобразование фиксированной точки
Преобразуйте алгоритмы с плавающей точкой в фиксированную точку с помощью Fixed-Point Designer™.