主要内容

西格玛

动力系统奇异值图

    描述

    实例

    西格玛(sys)绘制a的频率响应的奇异值动态系统模型sys西格玛根据系统动力学自动确定要绘图的频率。

    如果sys是单输入单输出(SISO)模型,则奇异值图与其波德幅度响应相似。

    如果sys多输入多输出(MIMO)模型是否具有ν投入和纽约输出,然后显示奇异值图明(纽约州如新市)图上的线对应于频率响应矩阵的每个奇异值。对于MIMO系统,奇异值图扩展了波德幅度响应,在鲁棒性分析中很有用。

    如果sys为复系数模型,则:

    • 对数频率尺度,图显示了两个分支,一个是正频率,一个是负频率。图中还显示了箭头,以指示每个分支频率值增加的方向。看到复系数模型的奇异值图

    • 线性频率标度,该图显示了以频率值为零为中心的对称频率范围的单个分支。

    实例

    西格玛(sys1,sys2……sysN)在同一绘图上绘制多个动态系统响应的奇异值。所有系统必须具有相同数量的输入和输出。

    实例

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

    实例

    西格玛(___,W)为指定的频率绘制系统响应的奇异值W

    • 如果W是窗体的单元格数组{wmin, wmax}然后西格玛绘制出频率区间的响应图wminwmax

    • 如果W是频率向量吗西格玛绘制每个指定频率的响应曲线。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。

    实例

    西格玛(___,类型)根据以下公式绘制修改后的奇异值响应:类型论点。指定类型为:

    • 1.绘制频率响应的奇异值H-1,在那里H频率响应是sys

    • 2.绘制频率响应的奇异值我+ H

    • 3.绘制频率响应的奇异值我+ H-1

    你只能用类型论据广场系统,即具有相同数量输入和输出的系统。

    实例

    [sv,wout) =σ(sys)返回向量中每个频率上响应的奇异值wout.输出sv是一个矩阵,它的值sv(:,k)给出频率处的降序奇异值wout (k).该函数自动确定频率wout基于系统动力学。此语法不绘制绘图。

    实例

    [sv,wout) =σ(sys,W)返回奇异值sv在指定的频率W

    • 如果W是窗体的单元格数组{wmin, wmax}然后wout包含介于wminwmax

    • 如果W是频率向量吗wout=W

    例子

    全部崩溃

    创建下列连续时间SISO动态系统的奇异值图。

    H ( s ) = s 2. + 0 1. s + 7. 5. s 4. + 0 12 s 3. + 9 s 2.

    H=tf([10.17.5],[10.12900]);西格玛(H)

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

    西格玛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奇异值图。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],[1,3.39902600]);sigma(H,{1100})网格

    图中包含一个轴对象。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{1,100}指定图中最小和最大频率值。当以这种方式提供频率界限时,函数会为频率响应数据选择中间点。

    或者,指定用于评估和绘制频率响应的频率点矢量。

    w=[1 5 10 15 20 23 31 40 44 50 85 100];西格玛(H,w,'.-'网格)

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

    西格玛仅在指定频率处绘制频率响应图。

    在同一奇异值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,“佐伊”);

    创建一个显示两个系统的图。

    西格玛(H,Hd)

    图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些物体代表H, Hd。

    这个西格玛一个离散时间系统的图,包括一个垂直的线标记系统的奈奎斯特频率。

    在文本中指定每个系统的行样式、颜色或标记西格玛图使用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,“佐伊”);σ(H,“r”高清,“b——”)

    图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line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——”,为的响应指定蓝色虚线高清

    计算SISO系统频率响应的奇异值。

    如果你不指定频率,西格玛基于系统动力学选择频率,并在第二个输出参数中返回它们。

    H=tf([10.17.5],[10.12900]);[sv,wout]=西格玛(H);

    因为H是SISO模型的第一个维度sv是1。第二个维度是频率的数量wout

    大小(sv)
    ans=1×21 40
    长度(wout)
    ans = 40

    因此,沿第二维度的每个条目sv给出相应频率下响应的奇异值wout

    对于本例,创建一个2输出3输入的系统。

    rng (0,“龙卷风”);%的再现性H=rss(4,2,3);

    对于这个系统,西格玛在同一绘图中绘制频率响应矩阵的奇异值。

    西格玛(H)

    图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这个对象表示H。

    计算在1到10弧度之间的20个频率的奇异值。

    20 w = logspace (0, 1);sv =σ(H, w);

    sv为矩阵,其中行对应频率响应矩阵的奇异值,列为频率值。检查尺寸。

    大小(sv)
    ans=1×22 20

    所以比如说,,sv (: 10)是在第10个频率下计算的响应奇异值W

    考虑以下两个输入,两个输出动态系统。

    H ( s ) = [ 0 3. s s 2. + s + 1. 0 s + 1. s + 5. 2. s + 6. ]

    的奇异值响应H(s),+H(s).

    H = [0, tf([3 0],[1 1 10]);Tf ([1 1],[1 5]), Tf (2,[1 6])];(svH wH] =σ(H);[svIH,看法]=σ(H, [], 2);

    在最后一个命令中,输入2选择第二个响应类型,+H(s).向量svHsvIH包含奇异值响应数据,在频率wH这个程序

    绘制两个系统的奇异值响应。

    subplot(212) sigma(H) subplot(212) sigma(H,[],2)

    图中包含两个轴对象。轴对象1包含2个线型对象。此对象表示H轴。对象2包含2个line类型的对象。此对象表示1+H。

    在同一图上创建一个复系数模型和一个实系数模型的奇异值图。

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

    图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些对象分别代表复系数模型、实系数模型。

    在对数频率尺度中,该图显示了复系数模型的两个分支,一个为正频率,有一个右箭头,另一个为负频率,有一个左箭头。在两个分支中,箭头表示频率增加的方向。实系数模型的图总是包含一个没有箭头的分支。

    您可以通过右键单击该plot并进行选择来更改该plot的频率比例属性。在“属性编辑器”对话框中的单位选项卡,将频率比例设置为线性范围内.或者,您可以使用sigmaplot具有sigmaoptions对象创建自定义图。

    选择= sigmaoptions;opt.FreqScale =“线性”;

    使用自定义选项创建绘图。

    sigmaplot (Gc、Gr、选择)传说(“复系数模型”,“实系数模型”)

    图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些对象分别代表复系数模型、实系数模型。

    在线性频率标度中,该图显示了一个分支,其对称频率范围以零频率值为中心。当与复系数模型一起绘制响应时,该图还显示了具有实系数的模型的负频率响应。

    输入参数

    全部崩溃

    动态系统,指定为SISO或MIMO动态系统模型或一组动态系统模型。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,如氏族号航空母舰(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,该函数以其当前值计算模型的绘图和返回频率响应数据。

      • 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。当您使用输出参数时,该函数仅返回标称模型的频率响应数据。

    • 频率响应数据模型,例如联邦德国模型。对于这样的模型,函数绘制在模型中定义的频率处的响应。

    • 确定的LTI模型,例如idtf(系统辨识工具箱),智能决策支持系统(系统辨识工具箱),或idproc(系统辨识工具箱)模型。使用已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,该函数在同一轴上绘制数组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的输入参数情节作用

    例子:“r——”指定一条红色虚线

    例子:“*b”指定蓝色星号标记

    例子:“是的”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是窗体的单元格数组{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生成具有对数间隔频率值的行向量。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]对于您的绘图,则在:

    • Log frequency scale, plot frequency limits设置为[W最小值,W马克斯],图中显示了两个分支,一个为正频率[W最小值,W马克斯]和一个为负频率[-W马克斯,W最小值].

    • 线性频率尺度,plot频率限制设置为[-W马克斯,W马克斯,图中显示了一个频率范围为零的对称分支。

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

    用于绘制修改的奇异值的选项,指定为以下选项之一:

    • 1.绘制频率响应的奇异值H-1,在那里H频率响应是sys

    • 2.绘制频率响应的奇异值我+ H

    • 3.绘制频率响应的奇异值我+ H-1

    你只能用类型论据广场系统,即具有相同数量输入和输出的系统。

    输出参数

    全部崩溃

    频率响应的绝对值的奇异值,以矩阵的形式返回。sv包含在频率处计算的奇异值W如果是你提供的,或者wout如果你没有。为一个系统sys具有ν投入和纽约输出,sv明(纽约州如新市)行和列的数量取决于其中的值Wwout

    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

    wout也包含负频率值的模型与复系数。

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

    提示

    • 当您需要额外的情节定制选项时,请使用sigmaplot相反

    算法

    西格玛使用MATLAB®函数圣言会计算复频率响应的奇异值。

    • 对于一个联邦德国模型中,西格玛的奇异值sys。ResponseData在频率上,,系统频率

    • 对连续时间特遣部队,党卫军,或zpk带有传递函数的模型H(s),西格玛的奇异值H(Jω)作为频率的函数ω

    • 对于离散时间特遣部队,党卫军,或zpk带有传递函数的模型H(Z)和采样时间Ts,西格玛的奇异值

      H ( E J ω T s )

      频率ω在0和奈奎斯特频率之间ωN=π/Ts

    之前介绍过的R2006a