主要内容

波德

频率响应的波德图,或幅值和相位数据

描述

例子

波德(sys建立一个频率响应的波德图动态系统模型sys.该图显示了系统响应的幅值(dB)和相位(度数)作为频率的函数。波德根据系统动力学自动确定要绘制的频率。

如果sys是多输入,多输出(MIMO)模型,然后波德产生一个波德图数组,每个图显示一个I/O对的频率响应。

例子

波德(sysN sys1, sys2,…)在同一图上绘制多个动力系统的频率响应。所有系统必须有相同数量的输入和输出。

例子

波德(sys1LineSpec1,…,sysN LineSpecN)为图中的每个系统指定颜色、线条样式和标记。

例子

波德(___w为指定的频率绘制系统响应图w

  • 如果w单元格数组的形式是{wmin, wmax},然后波德绘制出频率区间的响应图wminwmax

  • 如果w是频率向量吗波德绘制每个指定频率的响应曲线。

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) =波德(sys返回矢量中每个频率上响应的幅度和相位wout.该功能自动确定频率wout基于系统动力学。此语法不绘制绘图。

例子

玛格阶段wout) =波德(sysw按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wminwmax

  • 如果w是频率向量吗woutw

例子

玛格阶段woutSDMAG.sdphase) =波德(sysw的幅值和相位值的估计标准偏差识别模型sys.如果您省略w,则该函数自动确定输入频率wout基于系统动力学。

例子

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创建以下连续时间SISO动态系统的波德图。

H 年代 年代 2 + 0 1 年代 + 7 5 年代 4 + 0 1 2 年代 3. + 9 年代 2

H = tf([1 0.1 7.5],[1 0.12 9 0 0]);波德(H)

图中包含2个轴。Axes 1包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 2包含一个类型为line的对象。这个对象表示H。

波德根据系统动态自动选择情节范围。

在指定的频率范围内创建一个波德图。当您想要关注特定频率范围内的动态时,请使用此方法。

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

图中包含2个轴。Axes 1包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 2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BODE图中的最小和最大频率值。通过这种方式提供频率界限,该功能选择频率响应数据的中间点。

或者,指定一个用于评估和绘制频率响应的频率点向量。

W = [1 5 10 15 20 23 31 40 44 50 85 100];波德(H, w,“。”网格)

图中包含2个轴。Axes 1包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 2包含一个类型为line的对象。这个对象表示H。

波德仅在指定频率处绘制频率响应图。

在同一波德图上比较连续时间系统和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Bode图。

BODE(H,HD)

图中包含2个轴。轴1包含2个类型的2个物体。这些对象代表H,HD。axis 2包含2个类型为line的对象。这些对象代表H,HD。

离散时间系统的波德图包括一条竖线,标记系统的奈奎斯特频率。

属性指定波德图中每个系统的线样式、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”);波德(H,“r”高清,“b——”

图中包含2个轴。轴1包含2个类型的2个物体。这些对象代表H,HD。axis 2包含2个类型为line的对象。这些对象代表H,HD。

第一个LineSpec“r”的响应指定实线红线H.第二个LineSpec“b——”,指定响应的蓝色虚线高清

计算单输入单输出系统的频率响应的幅度和相位。

如果你不指定频率,波德根据系统动力学选择频率,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) =波德(H);

因为H是SISO模型,前两个维度玛格阶段都是1。第三维度是频率的数量wout

大小(mag)
ans =1×31 41
长度(wout)
ans = 41

因此,第三维的每个元素玛格给出了在相应频率处的响应的大小wout

对于本例,创建一个2输出3输入的系统。

rng (0,“旋风”);%的再现性H = rss(4、2、3);

对于这个系统,波德在一个单独的图中绘制每个I/O通道的频率响应。

波德(H)

图中包含12个轴。在(1)中包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 2包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 3包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 4包含一个类型为line的对象。该对象表示标题为From: In(2)的H. Axes 5,包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 6包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 7包含一个类型为line的对象。这个对象表示H. Axes 8包含一个类型为line的对象。该对象表示标题为From: In(3)的H. Axes 9包含一个类型为line的对象。 This object represents H. Axes 10 contains an object of type line. This object represents H. Axes 11 contains an object of type line. This object represents H. Axes 12 contains an object of type line. This object represents H.

计算这些响应在1到10弧度之间的20个频率的幅度和相位。

20 w = logspace (0, 1);(杂志、相位)=预示(H, w);

玛格阶段是前两个维度对应于的输出和输入维度的三维数组吗H,第三维度是频率的数量。例如,检查的尺寸玛格

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,是否在第10个频率处计算w.同样的,阶段(1、3、10)包含相同响应的阶段。

比较从输入/输出数据识别的参数模型的频率响应,与使用相同数据识别的非参数模型的频率响应。

识别基于数据的参数和非参数模型。

负载iddata2z2;w = linspace(0, 10 *π,128);sys_np = spa (z2, [], w);sys_p =特遣部队(z2, 2);

使用水疗中心特遣部队命令需要系统识别工具箱™软件。

sys_np是一个非参数辨识模型。sys_p是一个参数识别模型。

创建一个包含两个系统的Bode图。

波德(sys_np sys_p w);传奇(“sys-np”“sys-p”

图中包含2个轴。标题为From: u1 To: y1的坐标轴1包含两个line类型的对象。这些对象表示sys-np, sys-p。axis 2包含2个类型为line的对象。这些对象表示sys-np, sys-p。

可以在Bode图上显示置信区域,方法是右键单击该图并进行选择>置信区域

计算确定模型的幅度和相位的标准偏差。使用这些数据创建响应不确定性的3σ图。

根据数据确定传递函数模型。获得频率响应的幅值和相位的标准差数据。

负载iddata2z2;sys_p =特遣部队(z2, 2);w = linspace(0, 10 *π,128);(杂志、ph值、w、sdmag sdphase] =波德(sys_p w);

使用特遣部队命令需要系统识别工具箱™软件。

sys_p为已确定的传递函数模型。SDMAG.sdphase包含频率响应的幅度和相位的标准差数据。

使用标准偏差数据创建一个与置信区域相对应的3σ图。

杂志=挤压(mag);sdmag =挤压(sdmag);semilogx (w杂志“b”w杂志+ 3 * sdmag,凯西:”w mag-3 * sdmag,凯西:”);

图中包含一个坐标轴。轴线包含3个线型对象。

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阵列。你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,如特遣部队ZPK.,或党卫军模型。

  • 广义或不确定的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,该函数根据绘图和返回频率响应数据的当前值评估模型。

    • 对于不确定的控制设计块,函数绘制模型的标称值和随机样本。使用输出参数时,该功能仅返回标称型号的频率响应数据。

  • 频率响应数据模型,例如的朋友模型。对于此类模型,该函数在模型中定义的频率下绘制响应。

  • 确定的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。对于这些模型,该函数还可以绘制置信区间,并返回频率响应的标准差。看到识别模型的波德图(使用已识别的模型需要System Identification Toolbox™软件。)

如果sys是一组模型,该函数在同一轴上绘制阵列中所有模型的频率响应。

行样式、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。您不需要指定所有这三个特征(线条样式、标记和颜色)。例如,如果省略行样式并指定标记,那么图只显示标记而不显示行。有关配置此参数的详细信息,请参阅LineSpec输入参数情节函数。

例子:“r——”指定红色虚线

例子:‘* b”指定蓝色星号标记

例子:“y”指定黄线

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

  • 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wminwmax

  • 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以对数间隔频率值生成行向量。

指定频率单位为rad/TimeUnit,在那里TimeUnitTimeUnit模型的属性。

输出参数

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以绝对单位表示的系统响应的大小,以三维数组返回。这个阵列的尺寸是(系统输出数量)×(系统输入数量)×(频率点数量)。

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,以度数表示,返回为三维阵列。这个数组的尺寸是(输出数量)×(输入数量)×(频率点数量)。

函数以列向量的形式返回系统响应的频率。该函数根据模型的动态选择频率值,除非您使用输入参数指定频率w

频率值以弧度为单位TimeUnit,在那里TimeUnit价值是多少TimeUnit的属性sys

每个频率点的响应幅度的估计标准差,以三维阵列的形式返回。SDMAG.有相同的尺寸玛格

如果sys不是一个确定了LTI模型SDMAG.[]

每个频率点响应相位的估计标准差,以三维阵列的形式返回。sdphase有相同的尺寸阶段

如果sys不是一个确定了LTI模型sdphase[]

提示

  • 当您需要额外的情节定制选项时,请使用bodeplot代替。

算法

波德计算频率响应如下:

  1. 计算零极增益(ZPK.)动态系统的表示。

  2. 根据系统的每个输入/输出通道的零、极点和增益数据,评估频率响应的增益和相位。

    • 对于连续时间系统,波德计算虚轴上的频率响应年代并且只考虑正频率。

    • 对于离散时间系统,波德计算单位圆上的频率响应。为了便于解释,该命令将单位圆的上半部分参数化为:

      z e j ω. T 年代 0 ω. ω. N π T 年代

      在哪里T年代样品时间和ω.N为奈奎斯特频率。等效的连续时间频率ω.然后用作x-axis变量。因为 H e j ω. T 年代 周期为2的周期ω.N波德只绘制到奈奎斯特频率的响应图ω.N.如果sys为样本时间不确定的离散时间模型,波德用途T年代= 1。

之前介绍过的R2006a