频率响应分析--伯德图（matlab中bode函数的使用）

1 伯德图是什么伯德图bode根据系统动力学原理能画出频率响应（幅度响应（dB）和相位响应（deg：度数）），如下图所示% 画一个系统函数的频域响应图H = tf([-2 3.6 -32 1.7],[1 3.3 16.8 25.4 40 13 ]);bode(H)2 bode函数的使用这是MATLAB文档中关于bode函数的所有使用语句，下面对每一条语句进行学习，每个语句都分为1 语句2 解释3

alier_chen

70200人浏览 · 2021-07-24 11:01:46

alier_chen · 2021-07-24 11:01:46 发布

1 伯德图是什么

伯德图
bode根据系统动力学原理能画出频率响应（幅度响应（dB）和相位响应（deg：度数）），如下图所示

% 画一个系统函数的频域响应图
H = tf([-2 3.6 -32 1.7],[1 3.3 16.8 25.4 40 13 ]);
bode(H)

在这里插入图片描述

2 bode函数的使用
这是MATLAB文档中关于bode函数的所有使用语句，下面对每一条语句进行学习，每个语句都分为
1 语句
2 解释
3 程序例子
4 图片结果

bode(sys)%画一个伯德图
bode(sys1,sys2,...,sysN)% 在同一图上绘制多个动力系统的频率响应
bode(sys1,LineSpec1,...,sysN,LineSpecN)%为图中的每个系统指定颜色、线条样式和标记。
bode(___,w)%绘制系统响应以w指定的频率。
[mag,phase,wout] = bode(sys)
[mag,phase,wout] = bode(sys,w)
[mag,phase,wout,sdmag,sdphase] = bode(sys,w)

- bode(sys1,sys2,…,sysN)

在同一图上绘制多个动力系统的频率响应。所有系统必须有相同数量的输入和输出。

sys1=tf([-2 3.6 -32 1.7],[1 3.3 16.8 25.4 40 13 ]);
sys2=tf([-2 3.6],[1 3.3 16.8 25.4]);
sys3=tf([-2],[1 3.3 16.8]);
bode(sys1,sys2,sys3)%画多个伯德图
grid%画格子

在这里插入图片描述

- bode(___,w)

绘制系统响应以w指定的频率。如果w是形式为{wmin,wmax}的单元格数组，则bode绘制在wmin和wmax之间的频率范围内的响应。如果w是一个频率向量，则bode绘制每个指定频率的响应曲线。

sys1=tf([-2 3.6 -32 1.7],[1 3.3 16.8 25.4 40 13 ]);
sys2=tf([-2 3.6],[1 3.3 16.8 25.4]);
sys3=tf([-2],[1 3.3 16.8]);
w=[1e-2,1e+5];
w=[1e+2,1e+5];
w={0.01,100}
bode(sys1,'k.',sys2,'k-',sys3,'k*',w)%画多个伯德图
grid%画格子

在这里插入图片描述

参考一下常用的画图符号

这张图来自这篇文章：点击进入

在这里插入图片描述

[mag,phase,wout] = bode(sys,w)
返回幅度、相位、频率向量，我们获得了数据，就可以对数据进行处理，也可以用自己的画图方法和单位。
- 下面用这个例子作为总结，也是对前面所有的复习：


%% ---------------------------------
%2017 zhao  3/5 jie gaosi wavelet filter
clear, close all
sys1=tf([-2 3.6 -32 1.7],[1 3.3 16.8 25.4 40 13 ]);
sys2=tf([-2 3.6],[1 3.3 16.8 25.4]);


interval=100;%w的另一种定义：频率限制在1e-2-1e+3之间，整个图像用interval个点来画
w = logspace(-2, 3, interval);
% ********************************************************************
figure(1)
bode(sys1,'k.',sys2,'k-',w)%画多个伯德图
% ********************************************************************
w={0.01,100}%w的一种定义：频率限制在0.01-100
figure(2)
num =[-2 3.6 -32 1.7];
den = [1 3.3 16.8 25.4 40 13 ];
[mag, phase, w] = bode(num, den, w);%用bode(sys1），会将mag转化为数组，导致无法画图
magdB = 20*log10(mag);%输出的为hz，转化为rad/s
% dBmax = 5*ones(1,interval); %画一下横线，可以实现控制上下限的效果
% dBmin = -50*ones(1,interval); %点数必须与 w 中频率点的数目相等
subplot(2, 1, 1)
% semilogx(w, magdB, '.', w, dBmax, 'r-', w, dBmin, 'r:')
semilogx(w, magdB, '-')
grid
title('BodeDiagram of G(s)')
xlabel('Frequency (rad/sec)')
ylabel('Gain dB')
subplot(2, 1, 2)
% pmax = 150*ones(1,interval); 
% pmin = -150*ones(1,interval);
% semilogx( w, phase, '.', w, pmax, '--', w, pmin, ':')
semilogx( w, phase, '-')
grid%画格子