主要内容

尼克尔斯

尼科尔斯频率响应图

描述

例子

尼科尔斯(sys创建了一个频率响应的尼科尔斯图动态系统模型sys.该图显示了系统响应的幅度(分贝)和相位(度)作为频率的函数。尼克尔斯根据系统动态自动确定绘制的频率。使用ngrid将尼科尔斯图网格线叠加到现有的SISO尼科尔斯图上。

如果sys是一个多输入多输出(MIMO)模型,那么尼克尔斯生成一组尼科尔斯图,每个图显示一个I/O对的频率响应。

如果sys那么这个模型是复系数的吗尼克尔斯该图显示了由正频率和负频率组成的等高线。对于实系数模型,尼克尔斯只显示正频率。

例子

尼科尔斯(sys1,sys2……sysN)将多个动态系统频率响应的Nichols图绘制在同一图上。所有系统必须有相同数量的输入和输出。

例子

尼科尔斯(sys1,LineSpec1、……sysN,LineSpecN)为图中的每个系统指定颜色、线条样式和标记。

例子

尼科尔斯(___w所指定的频率的响应w

  • 如果w单元格数组的形式是{wmin, wmax},然后尼克尔斯以以下频率绘制图表wmin而且wmax

  • 如果w是频率的向量吗尼克尔斯以每个指定的频率绘制图表。向量w可以包含负频率和正频率。

您可以使用w使用前面语法中的任何输入参数组合。

例子

玛格阶段wout) =尼科尔斯(sys返回在矢量中每个频率处响应的大小和相位wout.该函数自动确定频率wout基于系统动力学。此语法不绘制图形。

例子

玛格阶段wout) =尼科尔斯(sysw以指定的频率返回响应数据w

  • 如果w单元格数组的形式是{wmin, wmax},然后wout包含的频率范围为wmin而且wmax

  • 如果w是频率的向量吗woutw

例子

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用Nichols网格线绘制以下系统的Nichols响应:

H 年代 - 4 年代 4 + 4 8 年代 3. - 1 8 年代 2 + 2 5 0 年代 + 6 0 0 年代 4 + 3. 0 年代 3. + 2 8 2 年代 2 + 5 2 5 年代 + 6 0

H = tf([-4 48 -18 250 600],[1 30 282 525 60]);尼科尔斯ngrid (H)

图中包含一个axes对象。axis对象包含一个类型为line的对象。这个对象表示H。

在指定的频率范围内创建尼科尔斯图。当您希望关注特定频率范围内的动态时,可以使用此方法。

特遣部队(H =(-0.1、-2.4、-181、-1950),[3.3,990,2600]);尼科尔斯(H, {1100})

图中包含一个axes对象。axis对象包含一个类型为line的对象。这个对象表示H。

细胞数组{1100}指定Nichols图中的最小和最大频率值。当以这种方式提供频率边界时,函数将为频率响应数据选择中间点。

或者,指定一个频率点向量用于评估和绘制频率响应。

w = 1:0.5:100;尼科尔斯(H, w,“。”

图中包含一个axes对象。axis对象包含一个类型为line的对象。这个对象表示H。

尼克尔斯仅绘制指定频率处的频率响应。

在相同的Nichols图上比较连续时间系统的频率响应与等效离散系统的频率响应。

创建连续时间和离散时间动态系统。

H = tf([1 0.1 7.5],[1 0.12 9 0 0]);高清=汇集(H, 0.5,“zoh”);

创建一个显示两个系统的Nichols图。

尼科尔斯(H,高清)

图中包含一个axes对象。坐标轴对象包含两个line类型的对象。这些物体代表H, Hd。

控件为Nichols图中的每个系统指定线条样式、颜色或标记LineSpec输入参数。

H = tf([1 0.1 7.5],[1 0.12 9 0 0]);高清=汇集(H, 0.5,“zoh”);尼科尔斯(H,“r”高清,“b——”

图中包含一个axes对象。坐标轴对象包含两个line类型的对象。这些物体代表H, Hd。

第一个LineSpec“r”的响应指定实线红线H.第二个LineSpec“b——”的响应指定一条蓝色虚线高清

计算一个SISO系统的频率响应的幅值和相位。

如果不指定频率,尼克尔斯根据系统动态选择频率,并在第三个输出参数中返回它们。

H = tf([1 0.1 7.5],[1 0.12 9 0 0]);(杂志、阶段、wout) =尼科尔斯(H);

因为H是一个SISO模型,前两个维度的玛格而且阶段都是1。第三个维度是频率的数量wout

大小(mag)
ans =1×31 1 110
长度(wout)
ans = 110

因此,每一项沿第三维度玛格给出相应频率下的响应大小wout

对于本例,创建一个2输出3输入系统。

rng (0,“旋风”);H = rss(4、2、3);

对于这个系统,尼克尔斯将每个I/O通道的频率响应绘制在一个单独的图中。

尼科尔斯(H)

图中包含6个轴对象。In(1)包含一个类型为line的对象。对象2包含一个类型为line的对象。In(2)包含一个line类型的对象。对象4包含一个类型为line的对象。In(3)包含一个类型为line的对象。对象6包含一个类型为line的对象。这个对象表示H。

计算这些响应在1到10弧度之间的20个频率上的幅度和相位。

20 w = logspace (0, 1);(杂志、相位)=尼科尔斯(H, w);

玛格而且阶段的前两个维度对应的输出和输入维度的三维数组是吗H,第三个维度是频率的数量。例如,检查的维度玛格

大小(mag)
ans =1×32 3 20

因此,例如,杂志(1、3、10)从第三个输入到第一个输出的响应的大小,是在第10个频率处计算的吗w.同样的,阶段(1、3、10)包含相同响应的阶段。

创建一个具有复系数的模型和一个具有实系数的模型的尼科尔斯图。

rng(0) A = [-3.50,-1.25-0.25i;2,0];B = (1, 0);C = (-0.75 - -0.5, 0.625 - -0.125);D = 0.5;Gc = ss (A, B, C, D);Gr = rss (7);尼科尔斯(Gc, Gr)传说(“复系数模型”“实系数模型”“位置”“西南”

图中包含一个axes对象。坐标轴对象包含两个line类型的对象。这些对象分别为复系数模型、实系数模型。

对于复系数模型,尼克尔斯显示由正频率和负频率组成的轮廓。对于具有实系数的模型,即使当存在复系数模型时,图也只显示正频率。您可以单击曲线以进一步检查对应于正频率和负频率的部分和值。

输入参数

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动态系统,指定为SISO或MIMO动态系统模型或动态系统模型的数组。您可以使用的动态系统包括:

  • 连续时间或离散时间的数值LTI模型,例如特遣部队zpk,或党卫军模型。

  • 广义的或不确定的LTI模型,例如一族号航空母舰(鲁棒控制工具箱)模型。(使用不确定模型需要鲁棒控制工具箱™软件。)

    • 对于可调控制设计块,该函数在绘制和返回频率响应数据时对模型的当前值进行计算。

    • 对于不确定的控制设计块,该函数绘制模型的标称值和随机样本。当使用输出参数时,函数只返回标称模型的频率响应数据。

  • 频率响应数据模型等的朋友模型。对于这样的模型,函数在模型中定义的频率处绘制响应图。

  • 确定LTI模型,例如idtf(系统辨识工具箱)中的难点(系统辨识工具箱),或idproc(系统辨识工具箱)模型。使用识别的模型需要系统识别工具箱™软件。

如果sys是一个模型的数组,函数在相同的轴上绘制数组中所有模型的频率响应。

线样式、标记和颜色,指定为字符串或一个、两个或三个字符的向量。字符可以以任何顺序出现。您不需要指定所有三个特征(线条样式、记号笔和颜色)。例如,如果省略线条样式并指定标记,则绘图只显示标记而不显示直线。有关配置此参数的更多信息,请参见LineSpec的输入参数情节函数。

例子:“r——”指定一个红色虚线

例子:‘* b”指定蓝色星号标记

例子:“y”指定一条黄线

计算和绘制频率响应的频率,指定为单元阵列{wmin, wmax}或者作为频率值的向量。

  • 如果w单元格数组的形式是{wmin, wmax},则该函数计算频率区间的响应wmin而且wmax

  • 如果w为频率向量,则该函数计算在每个指定频率处的响应。例如,使用logspace用对数间隔的频率值生成行向量。向量w可以包含正频率和负频率。

对于具有复系数的模型,如果指定的频率范围为[w最小值w马克斯],则该图形显示由两个正频率[w最小值w马克斯和负频率[-w马克斯,w最小值].

以rad/为单位指定频率TimeUnit,在那里TimeUnitTimeUnit模型的属性。

输出参数

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系统响应的绝对值,以3-D数组的形式返回。该阵列的尺寸为(系统输出数)×(系统输入数)×(频率点数)。

若要将绝对值单位转换为分贝,请使用:

magdb = 20 * log10 (mag)

系统响应的相位,以度为单位,作为3-D数组返回。这个数组的维度是(输出数量)-by-(输入数量)-by-(频率点数量)。

函数返回系统响应的频率,作为列向量返回。函数根据模型动态选择频率值,除非使用输入参数指定频率w

wout还包含具有复系数的模型的负频率值。

频率值以弧度/为单位TimeUnit,在那里TimeUnit是价值的TimeUnit的属性sys

提示

  • 当你需要额外的情节定制选项时,使用nicholsplot代替。

版本历史

之前介绍过的R2006a

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