initial seed в матлаб что значит

y = Amplitude* sin(frequency* time + phase) + bias.

Bias – Постоянная составляющая сигнала.

Sample time – Шаг модельного времени. Используется для согласования работы источника и других компонентов модели во времени. Параметр может принимать следующие значения:

0 (по умолчанию) – Используется при моделировании непрерывных систем.

> 0 (положительное значение) – Задается при моделировании дискретных систем. В этом случае шаг модельного времени можно интерпретировать как шаг квантования по времени выходного сигнала.

При расчетах для очень больших значений времени точность расчета выходных значений сигнала падает вследствие значительной ошибки округления.

9.1.2.2. Формирование выходного сигнала по текущему значению времени для дискретных систем

Алгоритм определения значения выходного сигнала источника для каждого последующего шага расчета определяется выражением (в матричной форме):

,

В данном режиме ошибка округления для больших значений времени также уменьшает точность расчета.

9.1.2.3. Формирование выходного сигнала по величине модельного времени и количеству расчетных шагов на один период

Выходной сигнал источника в этом режиме соответствует выражению:

где k – номер текущего шага расчета.

Bias – Постоянная составляющая сигнала.

Samples per period – Количество расчетных шагов на один период синусоидального сигнала:
Samples per period = 2 p / ( frequency* Sample time)

Sample time – Шаг модельного времени.

В данном режиме ошибка округления не накапливается, поскольку Simulink начинает отсчет номера текущего шага с нуля для каждого периода.

На Рис. 9.1.2 показано применение блока с разными значениями шага модельного времени (Sample time = 0 для блока Sine Wave 1 и Sample time = 0.1 для блока Sine Wave 2 ). Для отображения графиков выходных сигналов в модели использован виртуальный осциллограф (Scope ).

Рис. 9.1.2. Блок Sine Wave

9.1.3. Источник линейно изменяющегося воздействия Ramp

1. Slope — Скорость изменения выходного сигнала.

2. Start time — Время начала формирования сигнала.

3. Initial value — Начальный уровень сигнала на выходе блока.

На Рис. 9.1.3. показано использование данного блока.

9.1.4. Генератор ступенчатого сигнала Step

Назначение :
Формирует ступенчатый сигнал.

Перепад может быть как в большую сторону (конечное значение больше чем начальное), так и в меньшую (конечное значение меньше чем начальное). Значения начального и конечного уровней могут быть не только положительными, но и отрицательными (например, изменение сигнала с уровня –5 до уровня –3).

На Рис. 9.1.4. показано использование генератора ступенчатого сигнала.

9.1.5. Генератор сигналов Signal Generator

Назначение :
Формирует один из четырех видов периодических сигналов:

sine — Синусоидальный сигнал.

square — Прямоугольный сигнал.

sawtooth — Пилообразный сигнал.

random — Случайный сигнал.

Wave form – Вид сигнала.

Amplitude – Амплитуда сигнала.

На Рис. 9.1.5. показано применение этого источника при моделировании прямоугольного сигнала.

Рис. 9.1.5. Блок генератора сигналов

9.1.6. Источник случайного сигнала с равномерным распределением Uniform Random Number

Назначение:
Формирование случайного сигнала с равномерным распределением.

Minimum – Минимальный уровень сигнала.

Maximum – Максимальный уровень сигнала.

Initial seed – Начальное значение.

Пример использования блока и график его выходного сигнала представлен на Рис. 9.1.6.

Рис. 9.1.6. Источник случайного сигнала с равномерным распределением

9.1.7. Источник случайного сигнала с нормальным распределением Random Number

Назначение:
Формирование случайного сигнала с нормальным распределением уровня сигнала.

Initial seed – Начальное значение.

Рис. 9.1.7. Источник случайного сигнала с нормальным распределением

9.1.8. Источник импульсного сигнала Pulse Generator

Назначение:
Формирование прямоугольных импульсов.

Pulse Type – Способ формирования сигнала. Может принимать два значения:
— Time-based – По текущему времени.
— Sample-based – По величине модельного времени и количеству расчетных шагов.

Phase delay — Фазовая задержка. Задается в секундах для Time-based Pulse Type или в шагах модельного времени для Sample-based Pulse Type.

Пример использования Pulse Generator показан на рис. 9.1.8.

Рис. 9.1.8. Источник прямоугольных импульсов

9.1.9. Генератор линейно-изменяющейся частоты Chirp Generator

Назначение:
Формирование синусоидальных колебаний, частота которых линейно изменяется.

Initial frequence — Начальная частота (Гц);

Target time — Время изменения частоты (с);

Frequence at target time — Конечное значение частоты (Гц).

Пример использования блока показан на Рис. 9.1.9.

Рис. 9.1.9. Генератор линейно-изменяющейся частоты

9.1.10. Генератор белого шума Band-Limited White Noice

Назначение:
Создает сигнал заданной мощности, равномерно распределенной по частоте.

Noice Power – Мощность шума.

Sample Time – Модельное время.

Рис. 9.1.10 показывает работу этого генератора.

Рис. 9.1.10. Генератор белого шума

9.1.11. Источник временного сигнала Clock

Назначение:
Формирует сигнал, величина которого на каждом шаге расчета равна текущему времени моделирования.

На рис. 9.1.11 показан пример работы данного источника.

Рис. 9.1.11. Источник временного сигнала

9.1.12. Цифровой источник времени Digital Clock

Назначение:
Формирует дискретный временной сигнал.

Sample time – Шаг модельного времени (с).

Рис. 9.1.12. Цифровой источник временного сигнала

9.1.13. Блок считывания данных из файла From File

Назначение:
Получение данных из внешнего файла.

Данные в файле должны быть представлены в виде матрицы:

.

Матрица должна состоять, как минимум, из двух строк. Значения времени записаны в первой строке матрицы, а в остальных строках находятся значения сигналов, соответствующие данным моментам времени. Значения времени должны быть записаны в возрастающем порядке. Выходной сигнал блока содержит только значения сигналов, а значения времени в нем отсутствуют. Если шаг расчета текущей модели не совпадает с отсчетами времени в файле данных, то Simulink выполняет линейную интерполяцию данных.

Рис. 9.1.13. Блок From File

9.1.14. Блок считывания данных из рабочего пространства From Workspace

Назначение:
Получение данных из рабочего пространства MATLAB.

Data – Имя переменной (матрицы или структуры) содержащей данные.

Рис. 9.1.14. Блок From File

9.1.15. Блок сигнала нулевого уровня Ground

Назначение:
Формирование сигнала нулевого уровня.

На рис. 9.1.15 даны примеры использования блока. В первом случае сигнал с блока Ground поступает на один из входов сумматора, а во втором на один из входов блока умножения. Показания блоков Display подтверждают, что вырабатываемый блоком Ground сигнал имеет нулевое значение. Из рисунка также видно, что тип выходного сигнала блока устанавливается автоматически, в соответствии с типами сигналов, подаваемых на другие входы блоков (в данном случае – на входы блоков Sum и Product ).

Рис. 9.1.15. Применение блока Ground

9.1.16. Блок периодического сигнала Repeating Sequence

Назначение:
Формирование периодического сигнала.

Time values – Вектор значений модельного времени.

Рис. 9.1.16. Использование блока Repeating Sequence

Блок входного порта Inport

Создает входной порт для подсистемы или модели верхнего уровня иерархии.

Port number – Номер порта.

Sample time – Шаг модельного времени.

Signal type – Тип входного сигнала:

auto – Автоматическое определение типа.

real – Действительный сигнал.

complex- Комплексный сигнал.

Interpolate data (флажок) – Интерполировать входной сигнал. В случае, если временные отсчеты входного сигнала считываемого из рабочей области MATLAB не совпадают с модельным временем, то блок будет выполнять интерполяцию входного сигнала. При использовании блока Inport в подсистеме данный параметр не доступен.

Использование блока Inport в подсистемах

Блоки Inport подсистемы являются ее входами. Сигнал, подаваемый на входной порт подсистемы через блок Inport, передается внутрь подсистемы. Название входного порта будет показано на изображении подсистемы как метка порта.

При создании подсистем и добавлении блока Inport в подсистему Simulink использует следующие правила:

Если какой либо блок Inport удаляется, то остальные порты переименовываются таким образом, чтобы последовательность номеров портов была непрерывной.

Если в последовательности номеров портов имеется разрыв, то при выполнении моделирования Simulink выдаст сообщение об ошибке и остановит расчет. В этом случае необходимо вручную переименовать порты таким образом, чтобы последовательность номеров портов не нарушалась.

На рис. 9.1.17 показана модель, использующая подсистему и схема этой подсистемы.

Рис. 9.1.17. Использование блока Inport в подсистеме

Использование блока Inport в модели верхнего уровня

Входной порт в системе верхнего уровня используется для передачи сигнала из рабочей области MATLAB в модель.

Для передачи сигнала из рабочего пространство MATLAB требуется не только установить в модели входной порт, но и выполнить установку параметров ввода на вкладке Workspace I/O окна диалога Simulation parameters… (должен быть установлен флажок для параметра Input и задано имя переменной, которая содержит входные данные). Тип вводимых данных: Array (массив), Structure (структура) или Structure with time (структура с полем » время «) задается на этой же вкладке.

Рис. 9.1.18. Модель, считывающая входной сигнал из рабочего

пространства MATLAB с помощью блока Input.

Источник

Gaussian Noise Generator

(Has been removed) Generate Gaussian distributed noise with given mean and variance values

Gaussian Noise Generator has been removed. Use the MATLAB Function (Simulink) block and randn function instead.

Library

Noise Generators sublibrary of Comm Sources

Description

The Gaussian Noise Generator block generates discrete-time white Gaussian noise. You must specify the Initial seed vector in the simulation.

The Mean Value and the Variance can be either scalars or vectors. If either of these is a scalar, then the block applies the same value to each element of a sample-based output or each column of a frame-based output. Individual elements or columns, respectively, are uncorrelated with each other.

When the Variance is a vector, its length must be the same as that of the Initial seed vector. In this case, the covariance matrix is a diagonal matrix whose diagonal elements come from the Variance vector. Since the off-diagonal elements are zero, the output Gaussian random variables are uncorrelated.

f ( x ) = ( ( 2 π ) n det K ) − 1 / 2 exp ( − ( x − μ ) T K − 1 ( x − μ ) / 2 )

Initial Seed

The Initial seed parameter initializes the random number generator that the Gaussian Noise Generator block uses to add noise to the input signal. When multiple blocks in a model have the Initial seed parameter, you can choose different initial seeds for each block to ensure different random streams are used in each block. Set Initial seed to an integer value for repeatable results or use the randi function to randomize your results.

Attributes of Output Signal

The output signal can be a frame-based matrix, a sample-based row or column vector, or a sample-based one-dimensional array. These attributes are controlled by the Frame-based outputs, Samples per frame, and Interpret vector parameters as 1-D parameters. For additional information, see Sources and Sinks.

If the Initial seed parameter is a vector, then its length becomes the number of columns in a frame-based output or the number of elements in a sample-based vector output. In this case, the shape (row or column) of the Initial seed parameter becomes the shape of a sample-based two-dimensional output signal. If the Initial seed parameter is a scalar but either the Mean value or Variance parameter is a vector, then the vector length determines the output attributes mentioned above.

Parameters

The mean value of the random variable output.

The covariance among the output random variables.

The initial seed value for the random number generator.

The period of each sample-based vector or each row of a frame-based matrix.

Determines whether the output is frame-based or sample-based. This box is active only if Interpret vector parameters as 1-D is unchecked.

The number of samples in each column of a frame-based output signal. This field is active only if Frame-based outputs is checked.

Interpret vector parameters as 1-D

If this box is checked, then the output is a one-dimensional signal. Otherwise, the output is a two-dimensional signal. This box is active only if Frame-based outputs is unchecked.

The output can be set to double or single data types.

Источник

Initial seed в матлаб что значит

И.В.Черных. «Simulink: Инструмент моделирования динамических систем»

9. Библиотека блоков Simulink

9.1.1. Источник постоянного сигнала Constant

Назначение:
Задает постоянный по уровню сигнал.

Значение константы может быть действительным или комплексным числом, вычисляемым выражением, вектором или матрицей.

Рис. 9.1.1 иллюстрирует применение этого источника и измерение его выходного сигнала с помощью цифрового индикатора Display.

Рис. 9.1.1. Источник постоянного воздействия Constant

9.1.2. Источник синусоидального сигнала Sine Wave

Назначение:
Формирует синусоидальный сигнал с заданной частотой, амплитудой, фазой и смещением.

9.1.2.1. Формирование выходного сигнала по текущему значению времени для непрерывных систем

Выходной сигнал источника в этом режиме соответствует выражению:

При расчетах для очень больших значений времени точность расчета выходных значений сигнала падает вследствие значительной ошибки округления.

9.1.2.2. Формирование выходного сигнала по текущему значению времени для дискретных систем

Алгоритм определения значения выходного сигнала источника для каждого последующего шага расчета определяется выражением (в матричной форме):

,

где D t – постоянная величина, равная значению Sample time.

В данном режиме ошибка округления для больших значений времени также уменьшает точность расчета.

9.1.2.3. Формирование выходного сигнала по величине модельного времени и количеству расчетных шагов на один период

Выходной сигнал источника в этом режиме соответствует выражению:

где k – номер текущего шага расчета.

В данном режиме ошибка округления не накапливается, поскольку Simulink начинает отсчет номера текущего шага с нуля для каждого периода.

На Рис. 9.1.2 показано применение блока с разными значениями шага модельного времени (Sample time = 0 для блока Sine Wave 1и Sample time = 0.1 для блока Sine Wave 2). Для отображения графиков выходных сигналов в модели использован виртуальный осциллограф (Scope).

Рис. 9.1.2. Блок Sine Wave

9.1.3. Источник линейно изменяющегося воздействия Ramp

Назначение:
Формирует линейный сигнал вида y = Slope* time + Initial value.

1. Slope — Скорость изменения выходного сигнала.

2. Start time — Время начала формирования сигнала.

3. Initial value — Начальный уровень сигнала на выходе блока.

На Рис. 9.1.3. показано использование данного блока.

9.1.4. Генератор ступенчатого сигнала Step

Назначение:
Формирует ступенчатый сигнал.

Перепад может быть как в большую сторону (конечное значение больше чем начальное), так и в меньшую (конечное значение меньше чем начальное). Значения начального и конечного уровней могут быть не только положительными, но и отрицательными (например, изменение сигнала с уровня –5 до уровня –3).

На Рис. 9.1.4. показано использование генератора ступенчатого сигнала.

9.1.5. Генератор сигналов Signal Generator

На Рис. 9.1.5. показано применение этого источника при моделировании прямоугольного сигнала.

Рис. 9.1.5. Блок генератора сигналов

9.1.6. Источник случайного сигнала с равномерным распределением Uniform Random Number

Назначение:
Формирование случайного сигнала с равномерным распределением.

Пример использования блока и график его выходного сигнала представлен на Рис. 9.1.6.

Рис. 9.1.6. Источник случайного сигнала с равномерным распределением

9.1.7. Источник случайного сигнала с нормальным распределением Random Number

Назначение:
Формирование случайного сигнала с нормальным распределением уровня сигнала.

Рис. 9.1.7. Источник случайного сигнала с нормальным распределением

9.1.8. Источник импульсного сигнала Pulse Generator

Назначение:
Формирование прямоугольных импульсов.

Пример использования Pulse Generator показан на рис. 9.1.8.

Рис. 9.1.8. Источник прямоугольных импульсов

9.1.9. Генератор линейно-изменяющейся частоты Chirp Generator

Назначение:
Формирование синусоидальных колебаний, частота которых линейно изменяется.

Пример использования блока показан на Рис. 9.1.9.

Рис. 9.1.9. Генератор линейно-изменяющейся частоты

9.1.10. Генератор белого шума Band-Limited White Noice

Назначение:
Создает сигнал заданной мощности, равномерно распределенной по частоте.

Рис. 9.1.10 показывает работу этого генератора.

Рис. 9.1.10. Генератор белого шума

9.1.11. Источник временного сигнала Clock

Назначение:
Формирует сигнал, величина которого на каждом шаге расчета равна текущему времени моделирования.

На рис. 9.1.11 показан пример работы данного источника.

Рис. 9.1.11. Источник временного сигнала

9.1.12. Цифровой источник времени Digital Clock

Назначение:
Формирует дискретный временной сигнал.

Sample time – Шаг модельного времени (с).

На Рис. 9.1.12 показана работа источника Digital Clock.

Рис. 9.1.12. Цифровой источник временного сигнала

9.1.13. Блок считывания данных из файла From File

Назначение:
Получение данных из внешнего файла.

Данные в файле должны быть представлены в виде матрицы:

.

Матрица должна состоять, как минимум, из двух строк. Значения времени записаны в первой строке матрицы, а в остальных строках находятся значения сигналов, соответствующие данным моментам времени. Значения времени должны быть записаны в возрастающем порядке. Выходной сигнал блока содержит только значения сигналов, а значения времени в нем отсутствуют. Если шаг расчета текущей модели не совпадает с отсчетами времени в файле данных, то Simulink выполняет линейную интерполяцию данных.

Файл данных (mat-файл), из которого считываются значения, не является текстовым. Структура файла подробно описана в справочной системе MATLAB. Пользователям Simulink удобнее всего создавать mat-файл с помощью блока To File (библиотека Sinks). На рис. 9.1.13 показан пример использования данного блока. Из файла data.mat считываются значения синусоидального сигнала.

Рис. 9.1.13. Блок From File

9.1.14. Блок считывания данных из рабочего пространства From Workspace

Назначение:
Получение данных из рабочего пространства MATLAB.

На рис. 9.1.14 показан пример использования данного блока. Данные в переменную simin рабочей области MATLAB загружаются из файла с помощью блока Read data.

Рис. 9.1.14. Блок From File

9.1.15. Блок сигнала нулевого уровня Ground

Назначение:
Формирование сигнала нулевого уровня.

Если какой-либо вход блока в модели не подсоединен, то при выполнении моделирования в главном окне MATLAB появляется предупреждающее сообщение. Для устранения этого на неподключенный вход блока можно подать сигнал с блока Ground.

На рис. 9.1.15 даны примеры использования блока. В первом случае сигнал с блока Ground поступает на один из входов сумматора, а во втором на один из входов блока умножения. Показания блоков Display подтверждают, что вырабатываемый блоком Ground сигнал имеет нулевое значение. Из рисунка также видно, что тип выходного сигнала блока устанавливается автоматически, в соответствии с типами сигналов, подаваемых на другие входы блоков (в данном случае – на входы блоков Sum и Product).

Рис. 9.1.15. Применение блока Ground

9.1.16. Блок периодического сигнала Repeating Sequence

Назначение:
Формирование периодического сигнала.

Блок выполняет линейную интерполяцию выходного сигнала для моментов времени не совпадающих со значениями заданными вектором Time values. На рис. 9.1.16 показан пример использования блока для формирования пилообразного сигнала. Значения модельного времени заданы вектором [0 3], а значения выходного сигнала вектором [0 2].

Рис. 9.1.16. Использование блока Repeating Sequence

9.1.17. Блок входного порта Inport

Создает входной порт для подсистемы или модели верхнего уровня иерархии.

9.1.17.1. Использование блока Inport в подсистемах

Блоки Inport подсистемы являются ее входами. Сигнал, подаваемый на входной порт подсистемы через блок Inport, передается внутрь подсистемы. Название входного порта будет показано на изображении подсистемы как метка порта.

На рис. 9.1.17 показана модель, использующая подсистему и схема этой подсистемы.

Рис. 9.1.17. Использование блока Inport в подсистеме

9.1.17.2. Использование блока Inport в модели верхнего уровня

Входной порт в системе верхнего уровня используется для передачи сигнала из рабочей области MATLAB в модель.

Для передачи сигнала из рабочего пространство MATLAB требуется не только установить в модели входной порт, но и выполнить установку параметров ввода на вкладке Workspace I/O окна диалога Simulation parameters… (должен быть установлен флажок для параметра Input и задано имя переменной, которая содержит входные данные). Тип вводимых данных: Array (массив), Structure (структура) или Structure with time (структура с полем «время«) задается на этой же вкладке.

На рис. 9.1.18 показана модель, считывающая входной сигнал из рабочего пространства MATLAB. Подсистема Load Data обеспечивает ввод данных из файла в рабочую область MATLAB.

Рис. 9.1.18. Модель, считывающая входной сигнал из рабочего пространства MATLAB с помощью блока Input.

Источник