Создайте фильтр нижних частот при помощи данных фиксированной точки

Этот пример использование:

Этот пример показывает, как создать график Stateflow®, который использует данные фиксированной точки, чтобы реализовать Фильтр Баттерворта низкой передачи. Путем разработки фильтра с данными фиксированной точки вместо данных с плавающей точкой можно моделировать модель с помощью меньшей памяти. Для получения дополнительной информации смотрите Данные Фиксированной точки в диаграммах Stateflow.

Создайте фильтр Баттерворта фиксированной точки

График Фильтра нижних частот является блок-схемой не сохраняющей состояние, которая принимает вход того и предоставляет тому вывод. График содержит эти символы данных:

x Осциллограф: InputType : Inherit:Same as Simulink
y Осциллограф: 'OutputType' : fixdt(1,16,10)
x_n1 — Осциллограф: Local, введите: fixdt(1,16,12)
y_n1 — Осциллограф: Local, введите: fixdt(1,16,10)
b0 — Осциллограф: Parameter, введите: fixdt(1,16,15)
b1 — Осциллограф: Parameter, введите: fixdt(1,16,15)
a1 — Осциллограф: Parameter, введите: fixdt(1,16,15)

Значения b0, b1 и a1 являются коэффициентами Фильтра Баттерворта низкой передачи.

Создавать график Фильтра нижних частот:

Создайте модель Simulink® с пустой диаграммой Stateflow путем ввода sfnew в командной строке MATLAB®.
В диаграмме Stateflow добавьте блок-схему с одним ответвлением, которое присваивает значения y, x_n1 и y_n1.
Добавьте вход, выведите, локальный, и данные о параметре к графику, как описано в Добавляют Данные Stateflow.

Задайте образцовую функцию обратного вызова

Прежде, чем загрузить модель, MATLAB вызывает функцию butter, чтобы вычислить значения для параметров b0, b1 и a1. Функция создает Фильтр Баттерворта низкой передачи первого порядка с нормированной частотой среза радианов (2*pi*Fc/(Fs/2)) в секунду, где:

Частотой дискретизации является Fs = 1 000 Гц.
Частотой среза является Fc = 50 Гц.

Функциональный вывод B содержит коэффициенты числителя фильтра в убывающих степенях z. Функциональный вывод A содержит коэффициенты знаменателя фильтра в убывающих степенях z.

Fs = 1000;
Fc = 50;
[B,A] = butter(1,2*pi*Fc/(Fs/2));
b0 = B(1);
b1 = B(2);
a1 = A(2);

Задавать коллбэк предварительной нагрузки для модели:

В окне модели выберите File> Model Properties> Model Properties.
В диалоговом окне Model Properties, на вкладке Callbacks, выбирают PreLoadFcn.
Введите код MATLAB для вызова функции предварительной нагрузки.
Нажать ОК.

Чтобы загрузить значения параметров к рабочему пространству MATLAB, сохраните, закройте и вновь откройте модель.

Добавьте другие блоки в модель

Чтобы завершить модель, добавьте блок Sine Wave, блок Data Type Conversion и блок Scope. Соедините и маркируйте блоки согласно этой схеме.

Блок Sine Wave

Блок Sine Wave выводит сигнал с плавающей точкой. Блок имеет эти настройки:

Тип синуса: Time based
Время: Use simulation time
Амплитуда: 1
Смещение: 0
Частота: 2*pi*Fc
Фаза: 0
'SampleTime' : 1/Fs
Интерпретируйте векторные параметры как 1D: On

Блок Data Type Conversion

Блок Data Type Conversion преобразовывает сигнал с плавающей точкой от блока Sine Wave до сигнала фиксированной точки. Путем преобразования сигнала в фиксированную точку можно моделировать модель с помощью меньшей памяти. Блок имеет эти настройки:

Выходной минимум: []
Выходной максимум: []
Тип выходных данных: fixdt(1,16,14)
Заблокируйте установку типа выходных данных против изменений Fixed-Point Tool: Off
Ввод и вывод, чтобы иметь равный: Real World Value (RWV)
Целочисленный режим округления: Floor
Насыщайте на целочисленном переполнении: Off
'SampleTime' : -1

Блок Scope

Блок Scope имеет два входных порта, которые соединяются с сигналами ввода и вывода для графика Фильтра нижних частот. Чтобы отобразить два сигнала отдельно, выберите размещение осциллографа с двумя строками и одним столбцом.

Установите образцовые параметры конфигурации

Поскольку ни один из блоков в модели не имеет время непрерывной выборки, используйте дискретный решатель с этими параметрами конфигурации:

Время остановки: 0.1
Ввод: Fixed-step
Решатель: discrete (no continuous states)
Размер фиксированного шага (основной шаг расчета): 1/Fs

Сконфигурировать модель:

В редакторе Stateflow выберите Simulation> Model Configuration Parameters.
В панели Решателя, установленной дискретные параметры решателя.
Нажать ОК.

Запустите модель

Когда вы моделируете модель, блок Scope отображает два сигнала. Главный сигнал показывает версию фиксированной точки входа синусоиды к графику. Нижний сигнал соответствует отфильтрованному выводу из графика. Фильтр удаляет высокочастотные значения из сигнала, но позволяет низкочастотным значениям проходить через неизменный график.

Документация