【基于Matlab7.0的仿真方法的研究】.doc

基于Matlab7 . 0的仿真方法的研究 摘要:随着matlab7.0的应用日益广泛，所以有必要对它的三种方针方法，作深入的研究。本文分析了线性模拟调制的原理 ,分别使用脚本程序、Simulink和 GUI三种方法对 AM调制系统进行仿真 ,阐述三种方法进行通信系统仿真的一般步骤 ,以实例说明三种仿真方法的特点。结果表明 ,三种方法各有优劣 ,脚本程序编写比较简单，基于 Simulink仿真模型能够反映系统的动态工作过程 ,基于 G U I的可视化界面具有很好的演示效果 ,都是学习、 研究设计通信系统的有力工具。 关键词:下边带信号 上边带信号 脚本程序 图形用户界面 仿真 调制 引　言 目前 ,计算机仿真已经成为解决工程实际问题的重要手段 ,Matlab7.0软件是其中功能最为强大的仿真软件之一。目前利用 Matlab7.0进行系统性能仿真,主要有三种方法:其一是通过脚本程序的编写 ,实现相关系统仿真和性能分析;其二是利用 Simulink模块库 ,通过鼠标拖拉的方式建立相关系统的仿真模型 ,对每个模块进行参数设置 ,以达到动态系统仿真和性能分析的目的;其三是利用图形用户界面 GU I ,创建各种菜单、 按钮等可视化界面 ,通过函数回调等手段 ,实现人机交互的系统仿真及其性能分析。 Matlab7.0语言比较简单 ,脚本程序的编写也比较简单 ,很多语言结构和风格与常用的 C语言非常相似 ,因此 ,对于初学者而言 ,是很容易上手的。 知的Simulink 软件具有丰富的模块库,其中公共模块库共包含 9个模块库[ 1 ]:连续系统模块库、 离散系统模块库、 函数与表库、 数学运算库、 非线性系统模块库、 信号与系统模块库、 系统输出模块库、 系统输入模块库、子系统模块库。 除了公共模块库之外, Simulink中还集成了许多面向不同专业领域的专业模块库,如面向控制系统设计与分析的 Control System Toolbox模块库、 面向数字信号处理系统设计与分析的 DSP Blockset模块库、 专用于通信系统仿真的通讯模块库等。Simulink不但功能非常强大,而且还是一个开放性体系,可以支持用户开发模块来增强其自身的功能。 图形用户界面 G U I (GraphicsUser I nterface) 是由各种图形对象,如图形窗口、 图轴、 菜单、 按钮、 文本框等构建的用户界面,是人机交流信息的工具和方法。在该界面内,用户可以根据界面提示完成整个工程,而不必去了解工程内部是如何工作的。G U I设计可以以基本的 Matlab程序设计为主,也可以鼠标为主利用G U I DE (GraphicsUser I nterface Design Envir onment) 工具进行设计。利用 G U I DE设计图形用户界面时,可通过 G U I应用属性设置编辑器来设置对句柄操作的响应, findobj命令可以获得所需对象的句柄。G U I DE是一个专用于 G U I程序设计的快速开发环境,使用者通过鼠标就能迅速地产生各种 G U I控件,并随心所欲地改变它们的外形、 大小及颜色等,从而帮助用户方便地设计出各种符合要求的图形用户界面。本文将以线性模拟调制为例 ,来阐述基于 Matlab7 . 0的三种系统仿真方法 ,最后在仿真分析的基础上 ,对三种仿真方法进行分析比较。 一　 线性模拟调制原理[2] 线性模拟调制主要有调幅 (AM )、 双边带(DS B)、 单边带 ( SS B )和残留边带 (VS B )等调制方式。其中 VS B调制是介于 SS B与 DS B之间的一种折中方式。 由于基于 Matlab 7 . 0的三种系统仿真 ,都需要了解系统数学模型 ,所以下面就对 AM、 DS B和 SS B调制的数学模型进行分析。 AM调制的时域表示式: S AM ( t) = [A0 +m ( t) ] cos ωc t =A0 cos ωc t +m ( t) cos ωc t DS B调制的时域表示式: Sdsb =m ( t) cos ωc t SS B调制的时域表示式: SSS B ( t) =m ( t) cos ωc t3* h ( t) 式中 ,m ( t)为基带调制信号 ,均值为 0; A0 为常数 ,表示叠加的直流分量;ωc 为载波角频率; h ( t)为滤波器的时域传输函数。显然 ,DS B调制与 AM调制相比 ,少了直流分量 A0。SS B调制只是 DS B调制通过一个滤波器得到的 ,不同的滤波器得到不同的 SSB信号。若是低通滤波器 ,则得到的是下边带信号LS B;若是高通滤波器 ,则得到的是上边带信号 US B。 二　 基于