主要内容

尼奎斯特

频率响应的奈奎斯特图

描述

例子

尼奎斯特(sys的频率响应的奈奎斯特图动态系统模型sys.该图显示了系统响应的实部和虚部作为频率的函数。

尼奎斯特绘制由正频率和负频率组成的等高线。该图还显示箭头,以指示每个分支的频率增加的方向。尼奎斯特根据系统动态自动确定绘图频率。

如果sys是多输入多输出(MIMO)模型,那么尼奎斯特生成一个奈奎斯特图数组,每个图显示一个I/O对的频率响应。

如果sys是复系数的模型,则正、负分支不对称。

例子

尼奎斯特(sys1,sys2……sysN)将多个动态系统的频率响应绘制在同一图上。所有系统必须有相同数量的输入和输出。

例子

尼奎斯特(sys1,LineSpec1、……sysN,LineSpecN)为绘图中的每个系统指定颜色、线条样式和标记。

例子

尼奎斯特(___w为所指定的频率绘制系统响应w

  • 如果w单元格数组的形式是{wmin, wmax},然后尼奎斯特绘制频率范围为wmin而且wmax

  • 如果w是频率向量吗尼奎斯特绘制每个特定频率下的响应。向量w可以同时包含负频率和正频率。

你可以使用w使用以前语法中的任何输入-参数组合。

例子

再保险即时通讯wout] = nyquist(sys返回矢量中每个频率上频率响应的实部和虚部wout.该功能自动确定频率wout基于系统动力学。此语法不绘制图形。

例子

再保险即时通讯wout] = nyquist(sysw返回所指定频率的响应数据w

  • 如果w单元格数组的形式是{wmin, wmax},然后wout包含以下频率wmin而且wmax

  • 如果w是频率向量吗woutw

例子

再保险即时通讯woutsdresdim] = nyquist(sysw的频率响应的实部和虚部的估计标准偏差识别模型sys.如果你省略了w,则该函数自动确定频率wout基于系统动力学。

例子

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创建以下传递函数并绘制其奈奎斯特响应图。

H 年代 2 年代 2 + 5 年代 + 1 年代 2 + 2 年代 + 3.

H = tf([2 5 1],[1 2 3]);尼奎斯特(H)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。这个对象表示H。

尼奎斯特函数可以显示一个网格的-圆,它们是恒定闭环大小的轮廓。-圆被定义为复数的轨迹,其中下面的量是跨频率的常数值。

T j ω | G j ω 1 + G j ω |

在这里,ω频率是以弧度/为单位吗TimeUnit,在那里TimeUnit是系统时间单位,和G是满足恒定大小要求的复数的集合。

显示的网格-circles,在图中右键单击并选择网格.或者,使用网格命令。

网格

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。这个对象表示H。

在指定的频率范围内创建奈奎斯特图。当您想要关注特定频率范围内的动态时,请使用此方法。

H = tf([-0.1,-2.4,-181,-1950],[1,3.3,990,2600]);尼奎斯特(H, {1100})

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。这个对象表示H。

单元格数组{1100}在Nyquist图中,为正频率分支指定频率范围[1100],为负频率分支指定频率范围[-100,-1]。对于具有实系数的模型,利用对称性得到负频率分支。当您以这种方式提供频率边界时,该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 = 1:0.1:30;尼奎斯特(H, w,“。”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。这个对象表示H。

尼奎斯特在指定频率处绘制频率响应图。

在同一奈奎斯特图上比较几个系统的频率响应。

创建动态系统。

Rng (0) sys1 = tf(3,[1,2,1]);Sys2 = tf([2 5 1],[1 2 3]);Sys3 = rss(4);

创建一个显示所有系统的奈奎斯特图。

尼奎斯特(sys1 sys2 sys3)传说(“位置”“西南”

图中包含一个轴对象。axis对象包含3个line类型的对象。这些对象分别代表sys1、sys2、sys3。

属性指定奈奎斯特图中每个系统的线条样式、颜色或标记LineSpec输入参数。

Sys1 = tf(3,[1,2,1]);Sys2 = tf([2 5 1],[1 2 3]);尼奎斯特(sys1”啊,“sys2,‘g’

图中包含一个轴对象。axis对象包含2个line类型的对象。这些对象表示sys1、sys2。

第一个LineSpec”啊,“的响应指定带有圆标记的虚线sys1.第二个LineSpec‘g’的响应指定一条实线绿色sys2

计算SISO系统频率响应的实部和虚部。

如果不指定频率,尼奎斯特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([2 5 1],[1 2 3]);[re,im,wout] = nyquist(H);

因为H为SISO模型,前两个维度再保险而且即时通讯都是1。第三个维度是频率的个数wout

大小(re)
ans =1×31 1 141
长度(wout)
Ans = 141

因此,每一项沿第三维的再保险给出在相应频率下响应的实部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);

对于这个方程组,尼奎斯特将每个I/O通道的频率响应绘制在一个单独的图中。

尼奎斯特(H)

图中包含6个轴对象。在(1)中包含一个line类型的对象。该对象表示H. Axes对象2包含一个line类型的对象。该对象表示H. Axes对象3,标题为From: In(2)包含一个line类型的对象。该对象表示H. Axes对象4包含一个line类型的对象。该对象表示H. Axes对象5,标题为From: In(3)包含一个line类型的对象。该对象表示H. Axes对象6包含一个line类型的对象。这个对象表示H。

在1到10弧度之间的20个频率上计算这些响应的实部和虚部。

W = logspace(0,1,20);[re,im] = nyquist(H,w);

再保险而且即时通讯是三维数组,其中前两个维度对应的输出和输入维度H,第三维为频率数。例如,检查的维度再保险

大小(re)
ans =1×32 3 20

例如,再保险(1、3、10)从第三个输入到第一个输出的响应的实部是在第10个频率处计算的吗w.同样的,im(1、3、10)包含相同响应的虚部。

计算一个确定的模型的频率响应的实部和虚部的标准偏差。使用这些数据创建响应不确定度的3σ图。

加载估计数据z2

负载iddata2z2

利用数据确定传递函数模型。使用特遣部队命令需要系统识别工具箱™软件。

Sys_p = tfest(z2,2);

得到一组512个频率的频率响应的实部和虚部的标准差,w

W = linspace(-10*pi,10*pi,512);[re,im,wout,sdre,sdim] = nyquist(sys_p,w);

再保险而且即时通讯频率响应的实部和虚部,和sdre而且sdim分别是它们的标准差。频率wout和你指定的频率一样吗w

使用标准偏差数据创建一个3σ图,对应于置信区域。

Re =挤压(Re);Im =挤压(Im);Sdre =挤压(Sdre);Sdim =挤压(Sdim);情节(再保险、即时通讯、“b”, + 3 * sdre, im + 3 * sdim,凯西:”re-3 * sdre im-3 * sdim,凯西:”)包含(“实轴”);ylabel (“虚轴”);

图中包含一个轴对象。axis对象包含3个line类型的对象。

在同一图上创建一个具有复系数的模型和一个具有实系数的模型的奈奎斯特图。

rng(0) A = [-3.50,-1.25-0.25i;2,0];B = [1;0];C = [-0.75-0.5i,0.625-0.125i];D = 0.5;Gc = ss(A,B,C,D);Gr = rss(4);尼奎斯特(Gc, Gr)传说(“复系数模型”“实系数模型”

图中包含一个轴对象。axis对象包含2个line类型的对象。这些对象分别代表复系数模型、实系数模型。

奈奎斯特图总是显示两个分支,一个是正频率,一个是负频率。箭头表示每个分支频率增加的方向。对于复系数模型,两个分支是不对称的。对于具有实系数的模型,利用对称性得到负分支。

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数组。您可以使用的动态系统包括:

  • 连续时间或离散时间数值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,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响数据时以其当前值评估模型。

    • 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。使用输出参数时,该函数仅返回标称模型的频率响应数据。

  • 频响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。

  • 确定的LTI模型,例如idtf(系统识别工具箱)中的难点(系统识别工具箱),或idproc(系统识别工具箱)模型。对于这样的模型,该函数还可以绘制置信区间并返回频率响应的标准差。看到创建响应不确定性已识别模型的奈奎斯特图(使用识别的模型需要系统识别工具箱™软件。)

如果sys是一个模型数组,函数在同一轴上绘制数组中所有模型的频率响应。

线条样式、标记和颜色,指定为一个、两个或三个字符的字符串或向量。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、标记和颜色)。例如,如果省略了线条样式并指定了标记,那么绘图将只显示标记而不显示线条。有关配置此参数的详细信息,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},则该函数计算频率范围为wmin而且wmax

  • 如果w为频率向量,则该函数计算每个指定频率下的响应。例如,使用logspace生成具有对数间隔频率值的行向量。向量w可以同时包含正频率和负频率。

如果您指定的频率范围为[w最小值w马克斯],则该图显示由两个正频率[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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系统响应的实部,以三维数组的形式返回。该数组的维数为(系统输出数)-by-(系统输入数)-by-(频率点数)。

系统响应的虚部,以3-D数组的形式返回。该数组的维数为(系统输出数)-by(系统输入数)-by-(频率点数)。

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还包含复系数模型的负频率值。

频率值以弧度/为单位TimeUnit,在那里TimeUnit是值TimeUnit的属性sys

每个频率点响应实部的估计标准差,以三维数组形式返回。sdre再保险

如果sys不是识别LTI模型sdre[]

每个频率点响应虚数部分的估计标准差,以三维数组形式返回。sdim即时通讯

如果sys不是识别LTI模型sdim[]

提示

  • 当您需要额外的情节定制选项时,请使用nyquistplot代替。

  • 两个缩放选项,适用于专门的奈奎斯特绘图可从右击菜单:

    • 全视图-剪辑奈奎斯特图的无界分支,但仍然包括临界点(- 1,0)。

    • 放大(-1,0)—围绕临界点(- 1,0)进行缩放。要以编程方式访问临界点缩放,请使用zoomcp命令。有关更多信息,请参见nyquistplot

  • 要激活以给定频率显示实数和虚数值的数据标记,请单击曲线上的任意位置。如下图所示尼奎斯特用数据标记绘制。

版本历史

R2006a之前介绍