绘制系统函数H(s)=(s+4)/(s*s+3*s+4)的幅频特性曲线和相频特性曲线的Matlab代码
时间: 2024-12-08 20:15:18 浏览: 25
在MATLAB中,绘制系统函数的幅频特性和相频特性通常涉及到`bode`函数。对于给定的连续时间线性系统传递函数H(s),它的幅频特性(Magnitude Bode Plot)和相频特性(Phase Bode Plot)可以用以下步骤生成:
假设H(s) = (s + 4) / ((s + 1)(s + 4)),这是一个二阶系统,有简单的极点。
```matlab
% 定义系统传递函数
num = [1 4]; % 分子多项式系数
den = [1 3 4]; % 分母多项式系数
% 使用bode函数绘制幅频和相频特性
[HMag, HPhase] = bode(num, den);
% 设置x轴范围,通常包括0 Hz和较高频率
w = logspace(-1, 2, 1000); % 频率范围
plot(w, HMag, 'b', w,unwrap(angle(HPhase)*180/pi), 'r') % 幅频图(蓝色)和相位图(红色)
% 添加刻度和标签
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude (dB) / Phase (degrees)');
title('Bode Plot of System Function H(s)');
% 显示图形
grid on
```
在这个例子中,`bode`函数返回两个向量:`HMag`表示幅值,`HPhase`表示相位角。`unwrap`函数用于消除相位跳跃。最后,`logspace`用于创建对数频率范围,以便更好地显示低频和高频部分的变化。
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```
s = tf('s');
G = 10*(s^2/400 + s/10 + 1)/(s*(s+1)*(s/0.1+1));
bode(G,{0.1,1000}), grid on;
```
其中,`tf('s')`用于创建一个表示s域的转移函数,`G`表示给定的传递函数,`bode`函数用于绘制Bode图,`{0.1,1000}`表示绘制频率范围。通过`grid on`指令,可以在图形上绘制网格线以方便读取数据。
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```matlab
% 定义系统函数
num = [2 1];
den = [1 3 5];
H = tf(num, den);
% 绘制零点图和极点图
pzmap(H);
% 绘制冲激响应
figure;
impulse(H);
% 绘制幅频特性曲线
figure;
bode(H);
% 绘制相频特性曲线
figure;
margin(H);
```
代码说明:
1. 首先定义系统函数,使用 tf 函数将其转换为传递函数模型。
2. 使用 pzmap 函数绘制系统的零点图和极点图。
3. 使用 impulse 函数绘制系统的冲激响应。
4. 使用 bode 函数绘制系统的幅频特性曲线。
5. 使用 margin 函数绘制系统的相频特性曲线。
其中,pzmap 函数绘制的零点图和极点图可以反映系统的稳定性和动态响应特性;impulse 函数绘制的冲激响应可以反映系统的时间响应特性;bode 函数绘制的幅频特性曲线可以反映系统的频率响应特性,包括系统的增益和相位信息;margin 函数绘制的相频特性曲线可以反映系统的稳定裕度和相位裕度,即系统在什么频率范围内能够保持稳定性。
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