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MATLAB函数angle、unwrap

2024-07-18 04:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、angle

相位角

语法 P =angle(Z)描述 P = angle(Z)返回复数数组Z的每个元素的相角(以弧度为单位)。角度介于±π之间。对于复数Z,幅值R和相角theta由下式给出 R =绝对值(Z) θ=角度(Z)可以根据 Z = R. * exp(i * theta)转换回原始复数Z。例子 矩阵元素的相角 创建一个复数值矩阵,并计算每个元素的相角。 Z = [1-1 i  2 + 1i  3-1i   4 + 1i        1 + 2i 2-2i 3 + 2i 4-2i        1-3i 2 + 3i 3-3i 4 + 3i        1 + 4i 2-4i 3 + 4i 4-4i];P= angle(Z) P = 4×4

   -0.7854 0.4636 -0.3218 0.2450     1.1071 -0.7854 0.5880 -0.4636    -1.2490 0.9828 -0.7854 0.6435     1.3258 -1.1071 0.9273 -0.7854

算法 角度函数采用复数z = x + iy并计算atan2(y,x)来找到在xy平面上在正x轴和从原点到点(x,y)的射线之间形成的角度。这个相位角也是复数对数的虚部,因为

总结

一、什么是unwrap

要计算一个系统相频特性,就要用到反正切函数,计算机中反正切函数规定,在一、二象限中的角度为0~pi,三四象限的角度为0~-pi。若一个角度从0变到2pi,但实际得到的结果是0~pi,再由-pi~0,在w=pi处发生跳变,跳变幅度为2pi,这就叫相位的卷绕。unwrap(w)就是解卷绕,使相位在pi处不发生跳变,从而反应出真实的相位变化。

二、unwrap功能

unwrap功能检查出数据相位跳变,并纠正跳变,实际上在检查是否跳变的时候是有个标准unwrap(pha,tol),这个tol就是标准,在默认的情况下,这个标准是pi,也就是说unwrap在检查到数据前后两点的差距在超过tol的时候,就认为有跳变。然后就会处理数据,让后面的数据加2pi或者减2pi是数据连续。大部分情况下使用pi这个标准都比较合适,所以第二个参数可以缺省,特殊情况下是可以通过设置tol调整鉴别标准。 三、unwrap使用

unwrap函数不单能对数列作用,还能对矩阵作用,实现对矩阵每一行或者每一列实施相位矫正,所以完整的格式是unwrap(pha,tol,dim)。最后一个参数dim表示需要对矩阵的行,还是列进行unwrap操作。如果对列每一列操作,那么第三个参数可以缺省而要对每一行操作,那么第三个参数填2。比如,unwrap(pha,[],2)表示对矩阵phi中的相位数据,每一行实施相位矫正,使用默认的检测跳变标准。

 

二、 unwrap

unwrap 校正相位角以产生更平滑的相位图句法 Q =unwrap(P) Q =unwrap(P,tol) Q =unwrap(P,[ ],dim) Q =unwrap(P,tol,dim)描述 当P的连续元素之间的绝对跳变大于或等于π弧度的默认跳变公差时, Q = unwrap(P)通过添加±2π的倍数来校正矢量P中的弧度相位角。 如果P是矩阵,则展开,操作按列进行。 如果P是多维数组,则展开,将在第一个非单维度上进行。Q = unwrap(P,tol)使用跳跃公差tol而不是默认值π。 Q = unwrap(P,[],dim)使用默认公差沿暗角展开。 Q = unwrap(P,tol,dim)使用tol的跳跃公差。

以下相位数据来自三阶传递函数的频率响应。 相位曲线从-1.8621到1.7252在w = 3.0和w = 3.5之间跃迁3.5873弧度。

w = [0:.2:3,3.5:1:10]; p = [ 0 -1.5728 -1.5747 -1.5772 -1.5790 -1.5816 -1.5852 -1.5877 -1.5922 -1.5976 -1.6044 -1.6129 -1.6269 -1.6512 -1.6998 -1.8621 1.7252 1.6124 1.5930 1.5916 1.5708 1.5708 1.5708 ]; semilogx(w,p,'b*-'), hold

使用unwrap来校正相角,得到的跳跃为2.6959,小于默认的跳跃公差π。 该图将新曲线绘制在原始曲线上。

 

Example 2

Array P features smoothly increasing phase angles except for discontinuities at elements (3,1) and (1,2).

P = [ 0 7.0686 1.5708 2.3562 0.1963 0.9817 1.7671 2.5525 6.6759 1.1781 1.9635 2.7489 0.5890 1.3744 2.1598 2.9452 ]

The function Q = unwrap(P) eliminates these discontinuities.

Q = 0 7.0686 1.5708 2.3562 0.1963 7.2649 1.7671 2.5525 0.3927 7.4613 1.9635 2.7489 0.5890 7.6576 2.1598 2.9452

 



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