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线性系统分析器

分析线性时不变 (LTI) 系统的时间和频率响应

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说明

线性系统分析器可用于分析 LTI 系统的时间和频率响应。使用此 App，您可以：

  • 查看和比较 SISO 和 MIMO 系统的响应图，或同时查看和比较几个线性模型的响应图。

  • 生成时间响应图，如对任意输入的阶跃响应、冲激响应和时间响应。

  • 生成频率响应图，例如波特图、奈奎斯特图、尼柯尔斯图、奇异值图和零极点图等。

  • 检查关键响应特征，如上升时间、最大超调量和稳定裕度。

可用绘图

线性系统分析器可以生成以下响应图：

  • 阶跃响应

  • 冲激响应

  • 对指定输入信号的仿真时间响应

  • 指定初始条件下的仿真时间响应（仅限状态空间模型）

  • 波特图（幅值和相位，或仅幅值）

  • 奈奎斯特图

  • 尼柯尔斯图

  • 奇异值图

  • 极点/零点图和 I/O 极点/零点图

Linear System Analyzer app

打开 线性系统分析器 App

  • MATLAB® 工具条：在 App 选项卡上的控制系统设计和分析下，点击 App 图标。

  • MATLAB 命令提示符：输入 linearSystemAnalyzer。

示例

编程用途

linearSystemAnalyzer 打开线性系统分析器，但没有要分析的 LTI 系统。要指定要分析的系统，请选择文件 > 导入。

linearSystemAnalyzer(sys1,sys2,...,sysn) 打开线性系统分析器并显示一个或多个动态系统模型（sys1、sys2、....、sysn）的阶跃响应。此类模型包括：

  • 数值 LTI 模型，如 tf、zpk 或 ss 模型。

  • 辨识模型，如 idtf、idss 或 idproc（需要 System Identification Toolbox™ 软件）。

  • 广义 LTI 模型，如 genss 或 uss 模型。对于没有不确定性的广义 LTI 模型，线性系统分析器绘制模型标称值的响应。对于具有不确定性的广义模型，该 App 绘制不确定系统的 20 个随机样本的响应。（不确定模型需要 Robust Control Toolbox™ 软件。）

linearSystemAnalyzer(sys1,LineSpec1,sys2,LineSpec2...,sysn,LineSpecn) 指定每个响应图的线型、标记和颜色。使用一个、两个或三个字符指定绘图样式。例如，以下代码使用红色星号表示 sys1 的响应，使用品红色虚线表示 sys2 的响应。

linearSystemAnalyzer(sys1,'r-*',sys2,'m--');

有关配置此参量的详细信息，请参阅 plot 函数的 LineSpec 输入参量。

linearSystemAnalyzer(plottype,___) 打开线性系统分析器并显示由 plottype 指定的响应类型。此语法可与上述任一输入参量组合结合使用。plottype 参量可以是以下任一项：

  • 'step' - 阶跃响应。

  • 'impulse' - 冲激响应。

  • 'lsim' - 线性仿真图。使用此绘图类型时，“线性仿真工具”对话框会提示您为仿真指定输入信号。

  • 'initial' - 初始条件图（仅限状态空间模型）。您可以使用 extras 参量来指定初始状态。否则，将打开“线性仿真工具”对话框，提示您指定仿真的初始状态。

  • 'bode' - 波特图。

  • 'bodemag' - 波特幅值图。

  • 'nyquist' - 奈奎斯特图。

  • 'nichols' - 尼柯尔斯图。

  • 'sigma' - 奇异值图。（请参阅 sigma。）

  • 'pzmap' - 极点/零点图。

  • 'iopzmap' - LTI 系统的每个输入/输出对组的极点/零点图。

要在打开线性系统分析器的同时附带打开多种响应图，请使用最多六种响应图类型的元胞数组作为 plottype 输入参量。例如，以下命令打开该 App，其中包含系统 sys 的阶跃响应图和奈奎斯特图。

linearSystemAnalyzer({'step';'nyquist'},sys)

linearSystemAnalyzer(plottype,sys1,sys2,...,sysn,extras) 指定特定于响应图类型的附加输入参量。extras 是除 plotoptions 和 dataoptions 参量外，对应于绘图类型的函数可用的一个或多个输入参量。例如，假设 plottype 是 'step'。则 extras 使您能够使用可以与 step 命令结合使用的附加参量，例如所需的最终时间 Tfinal。因此，以下命令打开该 App 并显示 sys 的阶跃响应图以及 Tfinal 的最终时间。

linearSystemAnalyzer('step',sys,Tfinal)

如果 plottype 是 'initial'，您可以使用 extras 提供初始条件 x0 及其他参量，例如 Tfinal。例如：

linearSystemAnalyzer('initial',sys,x0,Tfinal)

要确定 extras 的适当参量，请参阅对应于每种绘图类型的函数（如 step、bode 或 initial）的参考页。

h = linearSystemAnalyzer(___) 返回线性系统分析器图窗的句柄。此语法可与上述任一输入参量组合结合使用。使用句柄修改之前打开的线性系统分析器实例，如下面两个语法中所述。

linearSystemAnalyzer('clear',h) 清除与句柄 h 对应的线性系统分析器中的绘图和数据。要一次清除多个 App 实例，请将 h 设置为句柄向量。

linearSystemAnalyzer('current',sys1,sys2,...,sysn,h) 将系统 sys1、sys2、...、sysn 的响应添加到与句柄 h 对应的线性系统分析器。要一次更新多个 App 实例，请将 h 设置为句柄向量。如果新系统的 I/O 维度与当前显示的系统不同，App 将清除现有响应，仅显示新响应。

版本历史记录

在 R2015a 中推出

另请参阅

App

函数