Matlab绘制频率特性 |
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Matlab绘制频率特性
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【自控笔记】5.2频率特性的四种表现方式及Matlab绘制 系统的频率特性G(jω)可以用函数形式表示，也可以用图形和曲线表示。它们分别是频率特性图、幅相特性图、对数频率特性图、对数幅相特性图。四种表示方式对比如下： 
下面以T=1的惯性环节为例，绘制四种表示图。 一、频率特性图
频率特性曲线包括幅频特性曲线和相频特性曲线。幅频特性曲线是幅值|G(jω)|的变化规律。相频特性曲线是描述相角∠G(jω)随ω变化的规律。 二、奈奎斯特图
奈奎斯特图是一种极坐标表示方法，即用一根曲线同时将模值和相角同时表示出来，所在的G平面是一个复平面。 模值为G(jω)实部的平方加虚部的平方再开方，是关于ω的偶函数。 相角为虚部比实部的反正切，是关于ω的奇函数。 故ω从0变化到正无穷，和ω从0变化到负无穷这两段关于实轴对称。分析时，一般只绘制ω从0变化到正无穷这段，箭头表示ω增大时曲线的变化方向。 三、伯德图
伯德图是频率法中应用最广泛的的一种表示方法。因为它能充分表现系统从低频到高频的特性。它的横坐标按lgω分度，但仍按ω标注，故呈现为一种非线性刻度。幅频曲线纵坐标按20lg|G(jω)|线性分度，单位是分贝（dB）；对数相频曲线纵坐标按∠G(jω)线性分度，单位是度（°）。 四、尼柯尔斯图
尼柯尔斯图以频率ω为变量，纵坐标以20lg|Φ(jω)|线性分度，横坐标按∠Φ(jω)线性分度，单位是度（°）。左右对称与-180°线。 它由两簇曲线构成，一簇是对应于闭环频率特性的幅值20lg|Φ(jω)|为定值时的曲线，另一簇是对应于闭环频率特性的相角∠Φ(jω)为定值时的曲线。常常用于表示系统的闭环频率特性曲线。 绘制代码： clear,clc; close all; [h,w] = freqs([1],[1 1]); hf = abs(h); hx = angle(h); figure(1) subplot(2,1,1); plot(w,20*log10(hf)); %相频特性（dB/ω） xlabel('ω');ylabel('dB'); title('频率特性'); grid on; subplot(2,1,2); plot(w,hx*180/pi); %频率特性,(°/ω) xlabel('ω');ylabel('°'); grid on; G=tf([1],[1,1]); figure(2); nyquist(G); %奈奎斯特图 grid on; figure(3); bode(G); grid on; %伯德图 figure(4); nichols(G); grid on; %尼柯尔斯图 |
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