主要内容

尼奎斯特

奈奎斯特频率响应的阴谋

描述

例子

尼奎斯特(sys)创建一个奈奎斯特频率响应的情节动态系统模型sys。情节显示系统响应的实部和虚部作为频率的函数。

尼奎斯特情节的轮廓由正面和负面频率。情节还显示箭头指示的方向为每个分支越来越频繁。尼奎斯特自动决定频率基于系统动力学的阴谋。

如果sys是一个多输入多输出(MIMO)模型,然后呢尼奎斯特产生一个数组的奈奎斯特图,每个情节展示一个I / O的频率响应。

如果sys用复系数是一个模型,然后积极和消极的树枝不对称。

例子

尼奎斯特(sys1,sys2……sysN)情节上的多个动态系统的频率响应同样的情节。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)指定一个颜色、线型和标记每个系统的阴谋。

例子

尼奎斯特(___,w)阴谋所指定的系统响应频率w

  • 如果w是一个单元阵列的形式{wmin, wmax},然后尼奎斯特情节之间的响应频率范围wminwmax

  • 如果w是一个向量的频率呢尼奎斯特情节在每个指定的频率响应。向量w可以包含两个正面和负面的频率。

您可以使用w与任何输入参数的组合在以前的语法。

例子

(再保险,即时通讯,wout)=尼奎斯特(sys)返回频率响应的实部和虚部在每个频率向量中wout。自动确定频率的函数wout基于系统动力学。这个语法不画一个阴谋。

例子

(再保险,即时通讯,wout)=尼奎斯特(sys,w)返回在指定的频率响应数据w

  • 如果w是一个单元阵列的形式{wmin, wmax},然后wout包含频率范围之间wminwmax

  • 如果w是一个向量的频率呢wout=w

例子

(再保险,即时通讯,wout,sdre,sdim)=尼奎斯特(sys,w)还返回估计标准偏差的实部和虚部的频率响应识别模型sys。如果您省略w,然后自动确定频率的函数wout基于系统动力学。

例子

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创建以下传递函数和情节的奈奎斯特的回应。

H ( 年代 ) = 2 年代 2 + 5 年代 + 1 年代 2 + 2 年代 + 3

H =特遣部队([2 5 1],[1 2 3]);尼奎斯特(H)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。该对象代表了H。

尼奎斯特函数可以显示一个网格圈,这是常数级闭环的轮廓。圈子里被定义为复数的轨迹,以下数量是恒定值的频率。

T ( j ω ) = | G ( j ω ) 1 + G ( j ω ) |

在这里,ω弧度/频率TimeUnit,在那里TimeUnit是系统时间单位,G是集满足常数级要求的复数。

显示网格圈,右键单击在情节和选择网格。另外,使用网格命令。

网格

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。该对象代表了H。

创建一个尼奎斯特图在指定的频率范围。使用这种方法,当你想关注的动力学在特定的频率范围。

特遣部队(H = (-0.1、-2.4、-181、-1950), [3.3,990, 2600]);尼奎斯特(H, {1100})

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。该对象代表了H。

细胞数组{1100}指定频率范围积极频率分支[1100],[1]-100年-在奈奎斯特频率的分支情节。负频率分支对称的模型与实际得到的系数。当你以这种方式提供频率范围,频率响应数据的函数选择中间点。

另外,指定一个频率点向量用于评估和策划频率响应。

w = 1:0.1:30;尼奎斯特(H, w,“。”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。该对象代表了H。

尼奎斯特情节频率响应在指定的频率。

比较多个系统的频率响应在同一尼奎斯特图。

创建动态系统。

rng (0) sys1 =特遣部队([1、2、1]);sys2 =特遣部队([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”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含3线类型的对象。这些对象代表sys1, sys2 sys3。

指定线条样式,颜色,或标记为每个系统的奈奎斯特图使用LineSpec输入参数。

sys1 =特遣部队([1、2、1]);sys2 =特遣部队([2 5 1],[1 2 3]);尼奎斯特(sys1”啊,“sys2,‘g’)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含2线类型的对象。这些对象代表sys1 sys2。

第一个LineSpec,”啊,“指定虚线圆圈标记的反应sys1。第二个LineSpec,‘g’指定了一个坚实的绿线的反应sys2

计算频率响应的实部和虚部的输出系统。

如果你不指定频率,尼奎斯特选择频率基于系统动力学并返回他们在第三输出参数。

H =特遣部队([2 5 1],[1 2 3]);[再保险,im, wout] =尼奎斯特(H);

因为H是一个的输出模型,第一个二维的再保险即时通讯都是1。第三个维度是频率的数量wout

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

因此,在第三维度的每个条目再保险给真正的在相应的频率响应的一部分wout

对于这个示例,创建一个2-output 3-input系统。

rng (0,“旋风”);H = rss (4、2、3);

对于这个系统,尼奎斯特阴谋每个I / O通道的频率响应在一个单独的情节在一个单一的数字。

尼奎斯特(H)

图包含6轴对象。坐标轴对象1的标题:(1)包含一个类型的对象。该对象代表h . 2轴对象包含一个类型的对象。该对象代表h .轴对象的标题3:在(2)包含一个类型的对象。该对象代表4 h .坐标轴对象包含一个类型的对象。这个对象表示h .坐标轴对象5的标题:在(3)包含一个类型的对象。该对象代表6 h .坐标轴对象包含一个类型的对象。该对象代表了H。

计算这些反应的实部和虚部在20频率1到10之间的弧度。

20 w = logspace (0, 1);(re, im) =尼奎斯特(H, w);

再保险即时通讯是三维的数组,其中前两个维度对应的输出和输入维度H,第三个维度频率的数量。例如,检查的尺寸再保险

大小(re)
ans =1×32 3 20

因此,例如,再保险(1、3、10)响应的实部从第三输入第一个输出,计算10日频率w。同样的,im (1、3、10)包含相同的虚部反应。

计算标准差的实部和虚部的频率响应识别模型。使用该数据来创建一个3σ的响应的不确定性。

负荷估算数据z2

负载iddata2z2;

确定使用数据的传递函数模型。使用特遣部队命令需要系统辨识工具箱™软件。

sys_p =特遣部队(z2, 2);

获得的标准偏差的实部和虚部512频率的频率响应为一组,w

w = linspace(10 * -10 *ππ,512);[再保险,im, wout、sdre sdim] =尼奎斯特(sys_p w);

再保险即时通讯实部和虚部的频率响应,然后呢sdresdim分别是他们的标准偏差。的频率wout在指定的频率是一样的吗w

使用标准偏差数据创建一个3σ情节对应地区的信心。

re =挤压(重新);我=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”);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含3线类型的对象。

创建一个尼奎斯特图模型的复系数和模型与实际系数相同的情节。

rng (0) = (-3.50, -1.25 - -0.25; 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 (4);尼奎斯特(Gc, Gr)传说(“复系数模型”,“实系数模型”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含2线类型的对象。这些对象代表复系数模型,实系数模型。

尼奎斯特图总是显示了两个分支,一个积极的频率和一个负频率。箭头指示的方向为每个分支越来越频繁。模型与复系数的两个分支是不对称的。模型与真实的系数,消极的分支是通过对称。

输入参数

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动态系统,指定为输出或MIMO动态系统模型的动态系统模型。动态系统,您可以使用包括:

  • 数字连续时间和离散时间线性时不变模型,如特遣部队(控制系统工具箱),zpk(控制系统工具箱),或党卫军(控制系统工具箱)模型。

  • 广义或不确定的线性时不变模型等一族(控制系统工具箱)号航空母舰(鲁棒控制工具箱)模型。(使用不确定的模型需要鲁棒控制工具箱™软件。)

    • 可调控制设计模块、功能评估模型在其当前值对策划和返回频率响应数据。

    • 不确定的控制设计模块,功能块模型的标称值和随机样本。当你使用输出参数,函数返回频率响应数据仅供名义模型。

  • 频率特性数据模型等的朋友模型。对于这样的模型,功能块中定义的响应频率模型。

  • 确定了LTI模型,如idtf,中的难点,或idproc模型。对于这样的模型,函数也可以情节置信区间和返回频率响应的标准差。看到创建尼奎斯特图识别模型响应的不确定性

如果sys模型是一个数组,情节的频率响应函数数组中的所有模型在同一坐标轴。

线型、标志和颜色,指定为一个字符串或向量的两个或三个字符。可以出现在任何顺序的字符。你不需要指定三个特点(线型、标志和颜色)。例如,如果您省略线条样式和指定标记,然后情节只显示标记,也没有行。有关配置这个论点的更多信息,请参阅LineSpec输入参数的情节函数。

例子:“r——”指定了一个红色的虚线

例子:‘* b”指定蓝色星号标记

例子:“y”指定了一个黄线

频率的计算和频率响应,指定为单元阵列{wmin, wmax}或一个向量的频率值。

  • 如果w是一个单元阵列的形式{wmin, wmax},那么函数计算响应之间的频率范围wminwmax

  • 如果w的频率是一个矢量,然后计算在每个指定的频率响应函数。例如,使用logspace生成一个行向量与对数间隔的频率值。向量w可以包含正面和负面频率。

如果你指定一个频率范围的w最小值,w马克斯)为你的阴谋,阴谋显示了正面的轮廓由频率(w最小值,w马克斯和负频率-w马克斯,w最小值]。

在rad /单位指定的频率TimeUnit,在那里TimeUnitTimeUnit模型的属性。

输出参数

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真正的系统响应的一部分,作为一个三维数组返回。这个数组的维数(数量的系统输出)————(数量的系统输入)————(频率点数)。

虚拟系统响应的一部分,作为一个三维数组返回。这个数组的维数(数量的系统输出)——(数量的系统输入)————(频率点数)。

的频率响应函数返回系统,作为一个列向量返回。函数选择基于模型动态频率值,除非你使用输入参数指定频率w

wout还包含负频率值与复系数模型。

在弧度/频率值TimeUnit,在那里TimeUnit的价值吗TimeUnit的属性sys

估计标准偏差的反应在每个频率点的一部分,作为一个三维数组返回。sdre一样的尺寸吗再保险

如果sys不是一个确定了LTI模型,sdre[]

估计标准偏差的虚部在每个频率点的响应,作为一个三维数组返回。sdim一样的尺寸吗即时通讯

如果sys不是一个确定了LTI模型,sdim[]

提示

  • 当你需要额外的定制选项,使用nyquistplot代替。

  • 两个缩放选项,特别适用于奈奎斯特图可从右键菜单:

    • 全视图剪辑的奈奎斯特图的分支,但仍然包含了临界点(1,0)。

    • 变焦(1,0)在临界点放大(1,0)。以编程方式访问临界点变焦,使用zoomcp命令。有关更多信息,请参见nyquistplot

  • 激活数据标记,显示真实和虚构的值在给定频率,单击曲线上的任何地方。下面的图显示了一个尼奎斯特情节与数据标记。

版本历史

之前介绍过的R2006a