主要内容

波德

波德图的频率响应,或幅度和相位数据

描述

例子

波德(sys的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度(dB)和相位(度)作为频率的函数。波德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,那么波德生成一组波德图,每个图显示一个I/O对的频率响应。

如果sys为复系数模型,则有:

  • 对数频率刻度,绘图显示两个分支,一个为正频率,一个为负频率。该图还显示了箭头,以指示每个分支的频率值增加的方向。看到复系数模型的波德图

  • 线性频率尺度,该图表显示了一个以频率值为零为中心的对称频率范围的单个分支。

例子

波德(sysN sys1, sys2,…)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

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

例子

波德(___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},然后波德绘制频率范围为wmin而且wmax

  • 如果w是频率向量吗波德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

玛格阶段wout] = bode(sys返回矢量中每个频率处响应的幅值和相位wout.该功能自动确定频率wout基于系统动力学。此语法不绘制图形。

例子

玛格阶段wout] = bode(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

玛格阶段woutsdmagsdphase] = bode(sysw的星等值和相位值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

全部折叠

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个轴对象。Axes对象1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。这个对象表示H。

波德根据系统动态自动选择绘图范围。

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

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

图中包含2个轴对象。Axes对象1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。这个对象表示H。

单元格数组{1100}指定波德图中的最小和最大频率值。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 5 10 15 20 23 31 40 44 50 85 100];波德(H, w,“。”网格)

图中包含2个轴对象。Axes对象1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。这个对象表示H。

波德仅在指定频率处绘制频率响应。

在同一波德图上比较连续时间系统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]);Hd = c2d(H,0.5,“zoh”);

创建一个显示两个系统的博德图。

波德(H,高清)

图中包含2个轴对象。坐标轴对象1包含2个line类型的对象。这些物体代表H, Hd。坐标轴对象2包含2个line类型的对象。这些物体代表H, Hd。

离散时间系统的波德图包括一条表示系统奈奎斯特频率的垂直线。

属性指定波德图中每个系统的线条样式、颜色或标记LineSpec输入参数。

H = tf([1 0.1 7.5],[1 0.12 9 0 0]);Hd = c2d(H,0.5,“zoh”);波德(H,“r”高清,“b——”

图中包含2个轴对象。坐标轴对象1包含2个line类型的对象。这些物体代表H, Hd。坐标轴对象2包含2个line类型的对象。这些物体代表H, Hd。

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

计算SISO系统频率响应的幅值和相位。

如果不指定频率,波德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]);[mag,phase,wout] = bode(H);

因为H为SISO模型,前两个维度玛格而且阶段都是1。第三个维度是频率的个数wout

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

因此,每一项沿第三维的玛格给出在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”);%用于再现性H = rss(4,2,3);

对于这个方程组,波德将每个I/O通道的频率响应绘制在一个单独的图中。

波德(H)

图中包含12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(2)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。该对象表示H. Axes对象7包含一个line类型的对象。该对象表示H. Axes对象8包含一个line类型的对象。该对象表示H. Axes对象9,标题为From: In(3)包含一个line类型的对象。 This object represents H. Axes object 10 contains an object of type line. This object represents H. Axes object 11 contains an object of type line. This object represents H. Axes object 12 contains an object of type line. This object represents H.

在1到10弧度之间的20个频率上计算这些响应的幅度和相位。

W = logspace(0,1,20);[mag,phase] = bode(H,w);

玛格而且阶段是三维数组,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,检查的维度玛格

大小(mag)
ans =1×32 3 20

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。

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。

根据数据确定参数模型和非参数模型。

负载iddata2z2;W = linspace(0,10*pi,128);Sys_np = spa(z2,[],w);Sys_p = tfest(z2,2);

使用水疗中心而且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波德图。

波德(sys_np sys_p w);传奇(“sys-np”“sys-p”

图中包含2个轴对象。从:u1到:y1的轴对象1包含2个line类型的对象。这些对象表示sys-np, sys-p。坐标轴对象2包含2个line类型的对象。这些对象表示sys-np, sys-p。

通过右键单击图并选择,可以在Bode图上显示置信区域特征>置信区域

计算已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度的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偏差数据。

负载iddata2z2;Sys_p = tfest(z2,2);W = linspace(0,10*pi,128);[mag,ph,w,sdmag,sdphase] = bode(sys_p,w);

使用特遣部队命令需要系统识别工具箱™软件。

sys_p是一个确定的传递函数模型。sdmag而且sdphase分别包含频率响应的幅度和相位的标准偏差数据。

使用标准偏差数据创建一个3σ图,对应于置信区域。

Mag =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复系数模型的波德图和一个实系数模型的波德图。

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(5);波德(Gc, Gr)传说(“复系数模型”“实系数模型”“位置”“西南”

图中包含2个轴对象。坐标轴对象1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。坐标轴对象2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。

在对数频率尺度上,图显示了复系数模型的两个分支,一个是正频率,带有指向右的箭头,另一个是负频率,带有指向左的箭头。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图并选择来更改波德图的频率尺度属性.在“属性编辑器”对话框中单位选项卡,设置频率刻度为线性范围内.或者,您可以使用bodeplot函数使用bodeoptions对象来创建自定义图。

Opt = bodeoptions;opt.FreqScale =“线性”

使用定制选项创建情节。

bodeplot (Gc、Gr、选择)传说(“复系数模型”“实系数模型”“位置”“西南”

图中包含2个轴对象。坐标轴对象1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。坐标轴对象2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。

在线性频率尺度中,图形显示了一个以频率值为零为中心的对称频率范围的单个分支。当您将响应与复系数模型一起绘制时,该图还显示了实系数模型的负频率响应。

输入参数

全部折叠

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(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。

  • 广义的或不确定的LTI模型,如一族(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中的难点,或idproc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。看到确定模型的波德图

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。

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],然后在:

  • 对数频率刻度,绘图频率限制设置为[w最小值w马克斯],图表显示了两个分支,一个是正频率[w最小值w马克斯]和一个用于负频率[-w马克斯,w最小值]。

  • 线性频率尺度,图的频率限制设置为[-w马克斯w马克斯],图表显示了一个以频率值为零为中心的对称频率范围的单一分支。

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

输出参数

全部折叠

以绝对单位表示的系统响应大小,以三维数组形式返回。该阵列的维数为(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)

以度为单位的系统响应相位,以三维数组的形式返回。该阵列的维数为(输出数)×(输入数)×(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

每个频率点响应幅度的估计标准偏差,以三维数组形式返回。sdmag玛格

如果sys不是识别LTI模型sdmag[]

每个频率点响应相位的估计标准偏差,以三维数组形式返回。sdphase阶段

如果sys不是识别LTI模型sdphase[]

提示

  • 当您需要额外的情节定制选项时,请使用bodeplot(控制系统工具箱)代替。

算法

波德计算频率响应如下:

  1. 计算零极增益(zpk(控制系统工具箱))表示动态系统。

  2. 根据系统每个输入/输出通道的零点、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ωN为奈奎斯特频率。等效连续时间频率ω然后用作thex设在变量。因为 H e j ω T 年代 周期是2的吗ωN波德只绘制到奈奎斯特频率的响应图ωN.如果sys是一个不确定采样时间的离散模型,波德使用T年代= 1。

版本历史

R2006a之前介绍