sigmaplot

Постройте сингулярные значения частотной характеристики с дополнительными опциями настройки графика

Описание

sigmaplot позволяет вам построить сингулярные значения (SV) частотной характеристики модели динамической системы с более широкой областью значений опций настройки графика, чем sigma. Можно использовать sigmaplot получить указатель графика и использовать его, чтобы настроить график, те, которые изменяют метки осей, пределы и модули. Можно также использовать sigmaplot построить график SV на существующем наборе осей, представленных указателем осей. Настроить существующий график SV с помощью указателя графика:

  1. Получите указатель графика

  2. Используйте getoptions получить набор опции

  3. Обновите график с помощью setoptions изменить необходимые опции

Для получения дополнительной информации см. Графики отклика Настройки из Командной строки. Чтобы создать графики SV с опциями по умолчанию или извлечь данные о частотной характеристике, использовать sigma.

пример

h = sigmaplot(sys) строит сингулярные значения (SV) частотной характеристики модели sys динамической системы и возвращается, график обрабатывают h к графику. Можно использовать этот указатель h настроить график с getoptions и setoptions команды.

пример

h = sigmaplot(sys1,sys2,...,sysN) строит SV нескольких динамических систем sys1,sys2,…,sysN на том же графике. Все системы должны иметь то же количество вводов и выводов, чтобы использовать этот синтаксис.

пример

h = sigmaplot(sys1,LineSpec1,...,sysN,LineSpecN) устанавливает стиль линии, тип маркера и цвет для графика SV каждой системы. Все системы должны иметь то же количество вводов и выводов, чтобы использовать этот синтаксис.

пример

h = sigmaplot(___,w) сингулярные значения графиков для частот заданы частотами в w.

  • Если w массив ячеек формы {wmin,wmax}то sigmaplot строит сингулярные значения на частотах, располагающихся между wmin и wmax.

  • Если w вектор из частот, затем sigmaplot строит сингулярные значения на каждой заданной частоте.

Можно использовать w с любой из комбинаций входных аргументов в предыдущих синтаксисах.

Смотрите logspace сгенерировать логарифмически распределенные векторы частоты.

пример

h = sigmaplot(___,type) строит модифицированные ответы сингулярного значения на основе type аргумент. Задайте type как:

  • 1 построить SV частотной характеристики H-1, где H является частотной характеристикой sys.

  • 2 построить SV частотной характеристики I+H.

  • 3 построить SV частотной характеристики I+H-1.

Можно только использовать type аргумент для квадратных систем, то есть, системы, которые имеют то же количество вводов и выводов.

h = sigmaplot(AX,___) строит сингулярные значения на Axes объект в текущей фигуре с указателем AX.

пример

h = sigmaplot(___,plotoptions) строит сингулярные значения с набором опций, заданным в plotoptions. Можно использовать эти опции, чтобы настроить внешний вид графика SV с помощью командной строки. Настройки вы задаете в plotoptions заменяет настройки preference в MATLAB® сеанс, на котором вы запускаете sigmaplot. Поэтому этот синтаксис полезен, когда это необходимо, чтобы записать скрипт, чтобы сгенерировать несколько графиков, которые выглядят одинаково независимо от локальных настроек.

Примеры

свернуть все

В данном примере используйте указатель графика, чтобы изменить единицы частоты в Гц и включить сетку.

Сгенерируйте случайную модель в пространстве состояний с 5 состояниями и создайте график сигмы с указателем графика h.

rng("default")
sys = rss(5);
h = sigmaplot(sys);

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line. This object represents sys.

Измените модули в Гц и включите сетку. Для этого отредактируйте свойства указателя графика, h использование setoptions.

setoptions(h,'FreqUnits','Hz','Grid','on');

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line. This object represents sys.

График сигмы автоматически обновляется, когда вы вызываете setoptions.

В качестве альтернативы можно также использовать sigmaoptions команда, чтобы задать необходимые опции графика. Во-первых, создайте набор опций на основе настроек тулбокса.

p = sigmaoptions('cstprefs');

Измените свойства опций, установленных путем установки единиц частоты на Гц, и включите сетку.

p.FreqUnits = 'Hz';
p.Grid = 'on';
sigmaplot(sys,p);

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line. This object represents sys.

Можно использовать тот же набор опции, чтобы создать несколько графиков сигмы с той же индивидуальной настройкой. В зависимости от ваших собственных настроек тулбокса график, который вы получаете, может отличаться от этого графика. Только свойства, которые вы устанавливаете явным образом в этом примере Grid и FreqUnits, замените настройки тулбокса.

В данном примере создайте график сигмы, который использует красный текст с 15 точками для заголовка. Этот график должен выглядеть одинаково, независимо от настроек сеанса работы с MATLAB, в котором он сгенерирован.

Во-первых, создайте набор опций по умолчанию с помощью sigmaoptions.

plotoptions = sigmaoptions;

Затем изменитесь, необходимые свойства опций устанавливают plotoptions.

plotoptions.Title.FontSize = 15;
plotoptions.Title.Color = [1 0 0];
plotoptions.FreqUnits = 'Hz';
plotoptions.Grid = 'on';

Теперь создайте график сигмы с помощью набора опций plotoptions.

h = sigmaplot(tf(1,[1,1]),plotoptions);

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line. This object represents untitled1.

Поскольку plotoptions начинается с фиксированного набора опций, результат графика независим от настроек тулбокса сеанса работы с MATLAB.

В данном примере создайте график сигмы следующего непрерывного времени динамическая система SISO. Затем включите сетку, переименуйте график и измените шкалу частоты.

sys(s)=s2+0.1s+7.5s4+0.12s3+9s2.Непрерывное время динамическая система SISO

Создайте передаточную функцию sys.

sys = tf([1 0.1 7.5],[1 0.12 9 0 0]);

Затем создайте набор опций с помощью sigmaoptions и измените необходимые свойства графика.

plotoptions = sigmaoptions;
plotoptions.Grid = 'on';
plotoptions.FreqScale = 'linear';
plotoptions.Title.String = 'Singular Value Plot of Transfer Function';

Теперь создайте график сигмы с пользовательским набором опции plotoptions.

h = sigmaplot(sys,plotoptions);

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line. This object represents sys.

sigmaplot автоматически выбирает область значений графика на основе системной динамики.

В данном примере рассмотрите модель в пространстве состояний MIMO с 3 входными параметрами, 3 выходными параметрами и 3 состояниями. Создайте график сигмы с линейной шкалой частоты, единицами частоты в Гц и включите сетку.

Создайте модель в пространстве состояний MIMO sys_mimo.

J = [8 -3 -3; -3 8 -3; -3 -3 8];
F = 0.2*eye(3);
A = -J\F;
B = inv(J);
C = eye(3);
D = 0;
sys_mimo = ss(A,B,C,D);
size(sys_mimo)
State-space model with 3 outputs, 3 inputs, and 3 states.

Создайте график сигмы с указателем графика h и используйте getoptions для списка доступных опций.

h = sigmaplot(sys_mimo);

Figure contains an axes object. The axes object contains 3 objects of type line. This object represents sys\_mimo.

p = getoptions(h)
p =

        FreqUnits: 'rad/s'
        FreqScale: 'log'
         MagUnits: 'dB'
         MagScale: 'linear'
       IOGrouping: 'none'
      InputLabels: [1x1 struct]
     OutputLabels: [1x1 struct]
     InputVisible: {0x1 cell}
    OutputVisible: {0x1 cell}
            Title: [1x1 struct]
           XLabel: [1x1 struct]
           YLabel: [1x1 struct]
        TickLabel: [1x1 struct]
             Grid: 'off'
        GridColor: [0.1500 0.1500 0.1500]
             XLim: {[1.0000e-03 1]}
             YLim: {[-25 15]}
         XLimMode: {'auto'}
         YLimMode: {'auto'}

Используйте setoptions обновить график с требует индивидуальной настройки.

setoptions(h,'FreqScale','linear','FreqUnits','Hz','Grid','on');

Figure contains an axes object. The axes object contains 3 objects of type line. This object represents sys\_mimo.

График сигмы автоматически обновляется, когда вы вызываете setoptions.

В данном примере сравните SV для частот параметрической модели, идентифицированной из данных о вводе/выводе, к непараметрической модели, идентифицированной с помощью тех же данных. Идентифицируйте параметрические и непараметрические модели на основе данных.

Загрузите данные и создайте параметрические и непараметрические модели с помощью tfest и spa, соответственно.

load iddata2 z2;
w = linspace(0,10*pi,128);
sys_np = spa(z2,[],w);
sys_p = tfest(z2,2);

spa и tfest потребуйте программного обеспечения System Identification Toolbox™. Модель sys_np непараметрическая идентифицированная модель в то время как, sys_p параметрическая идентифицированная модель.

Создайте набор опций, чтобы включить сетку. Затем создайте график сигмы, который включает обе системы с помощью этого набора опций.

plotoptions = sigmaoptions;  
plotoptions.Grid = 'on';
h = sigmaplot(sys_p,'b--',sys_np,'r--',w,plotoptions);
legend('Parametric Model','Non-Parametric model');

Figure contains an axes object. The axes object contains 2 objects of type line. These objects represent Parametric Model, Non-Parametric model.

Рассмотрите следующий 2D вход, 2D выходную динамическую систему.

H(s)=[03ss2+s+10s+1s+52s+6].

Постройте ответы сингулярного значения H (s) и я + H (s). Установите соответствующие заголовки с помощью набора опции графика.

H = [0, tf([3 0],[1 1 10]) ; tf([1 1],[1 5]), tf(2,[1 6])];
opts1 = sigmaoptions;
opts1.Grid = 'on';
opts1.Title.String = 'Singular Value Plot of H(s)';
h1 = sigmaplot(H,opts1);

Figure contains an axes object. The axes object contains 2 objects of type line. This object represents H.

Используйте вход 2, чтобы построить модифицированный SV типа, я + H (s).

opts2 = sigmaoptions;
opts2.Grid = 'on';
opts2.Title.String = 'Singular Value Plot of I+H(s)';
h2 = sigmaplot(H,[],2,opts2);

Figure contains an axes object. The axes object contains 2 objects of type line. This object represents 1+H.

Входные параметры

свернуть все

Динамическая система в виде SISO или модели динамической системы MIMO или массива моделей динамической системы. Динамические системы, которые можно использовать, включают:

  • Непрерывное время или дискретное время числовые модели LTI, такой как tf, zpk, или ss модели.

  • Разреженные модели в пространстве состояний, такой как sparss или mechss модели. Сетка частоты w должен быть задан для разреженных моделей.

  • Обобщенные или неопределенные модели LTI такой как genss или uss Модели (Robust Control Toolbox). (Используя неопределенные модели требует программного обеспечения Robust Control Toolbox™.)

    • Для настраиваемых блоков системы управления функция оценивает модель в своем текущем значении, чтобы построить SV.

    • Для неопределенных блоков системы управления, графики функций SV по номинальной стоимости и случайным выборкам модели.

  • Модели данных частотной характеристики такой как frd модели. Для таких моделей графики функций SV на частотах задан в модели.

  • Идентифицированные модели LTI, такой как idtf (System Identification Toolbox), idss (System Identification Toolbox), или idproc Модели (System Identification Toolbox). Для таких моделей функция может также построить доверительные интервалы и возвратить стандартные отклонения частотной характеристики. (Используя идентифицированные модели требует программного обеспечения System Identification Toolbox™.)

Стиль линии, цвет и маркер задается как символ или строка символов. Символы могут появиться в любом порядке. Вы не должны задавать все три характеристики (стиль линии, маркер и цвет). Например, если вы не используете стиль линии и задаете маркер, затем график показывает только маркер и никакую линию.

Пример: '--or' красная пунктирная линия с круговыми маркерами

Стиль линииОписание
-Сплошная линия
--Пунктирная линия
:Пунктирная линия
-.Штрихпунктирная линия
МаркерОписание
'o'Круг
'+'Знак «плюс»
'*'Звездочка
'.'Точка
'x'Крест
'_'Горизонтальная линия
'|'Вертикальная линия
's'Квадрат
'd'Ромб
'^'Треугольник, направленный вверх
'v'Нисходящий треугольник
'>'Треугольник, указывающий вправо
'<'Треугольник, указывающий влево
'p'Пентаграмма
'h'Гексаграмма
ЦветОписание

y

желтый

m

пурпурный

c

голубой

r

красный

g

зеленый

b

синий

w

белый

k

черный

Частоты, на которых можно вычислить и построить SV частотной характеристики в виде массива ячеек {wmin,wmax} или как вектор из значений частоты.

  • Если w массив ячеек формы {wmin,wmax}, затем графики функций SV на частотах, располагающихся между wmin и wmax.

  • Если w вектор из частот, затем графики функций SV на каждой заданной частоте. Например, использовать logspace сгенерировать вектор-строку с логарифмически расположенными с интервалами значениями частоты.

Задайте частоты в модулях rad/TimeUnit, где TimeUnit TimeUnit свойство модели.

Опция, чтобы построить измененные сингулярные значения в виде одной из следующих опций:

  • 1 построить SV частотной характеристики H-1, где H является частотной характеристикой sys.

  • 2 построить SV частотной характеристики I+H.

  • 3 построить SV частотной характеристики I+H-1.

Можно только использовать type аргумент для квадратных систем, то есть, системы, которые имеют то же количество вводов и выводов.

Целевые оси в виде Axes объект. Если вы не задаете оси и если текущей системой координат являются Оси декартовой системы координат, то sigmaplot графики на текущей системе координат.

Опции графика сигмы установлены в виде SigmaPlotOptions объект. Можно использовать этот набор опции, чтобы настроить внешний вид графика SV. Использование sigmaoptions создать набор опции. Настройки вы задаете в plotoptions заменяет настройки preference в сеансе работы с MATLAB, в котором вы запускаете sigmaplot. Поэтому plotoptions полезно, когда это необходимо, чтобы записать скрипт, чтобы сгенерировать несколько графиков, которые выглядят одинаково независимо от локальных настроек.

Для списка доступных параметров смотрите sigmaoptions.

Выходные аргументы

свернуть все

Постройте указатель, возвращенный как handle объект. Используйте указатель h получить и установить свойства использования графика SV getoptions и setoptions. Для списка доступных параметров смотрите раздел Properties и Values Reference в Настройке Графиков отклика из Командной строки.

Представлено до R2006a