선형 시스템 분석기

LTI(선형 시불변) 시스템의 시간 및 주파수 응답 분석

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설명

선형 시스템 분석기 앱을 사용하면 LTI 시스템의 시간 및 주파수 응답을 분석할 수 있습니다. 이 앱을 사용하면 다음을 수행할 수 있습니다.

SISO와 MIMO 시스템의 응답 플롯 또는 몇몇 선형 모델의 응답 플롯을 동시에 보고 비교할 수 있습니다.
임의 입력에 대한 계단 응답, 임펄스 응답 및 시간 응답 같은 시간 응답 플롯을 생성할 수 있습니다.
보드, 나이퀴스트, 니콜스, 특이값, 극점-영점 플롯 같은 주파수 응답 플롯을 생성할 수 있습니다.
상승 시간, 최대 오버슈트, 안정성 여유 같은 핵심 응답 특성을 검토할 수 있습니다.

사용 가능한 플롯

선형 시스템 분석기에서는 다음과 같은 응답 플롯을 생성할 수 있습니다.

계단 응답
임펄스 응답
지정된 입력 신호에 대해 시뮬레이션된 시간 응답
지정된 초기 조건에서 시뮬레이션된 시간 응답(상태공간 모델에만 해당)
보드 다이어그램(크기와 위상, 또는 크기만)
나이퀴스트 플롯
니콜스 플롯
특이값 플롯
극점-영점 맵 및 I/O 극점-영점 맵

선형 시스템 분석기 앱 열기

MATLAB^® 툴스트립: 앱 탭의 제어 시스템 설계 및 분석 아래에서 앱 아이콘을 클릭합니다.
MATLAB 명령 프롬프트: linearSystemAnalyzer를 입력합니다.

예제

Joint Time-Domain and Frequency-Domain Analysis

프로그래밍 방식으로 사용

linearSystemAnalyzer는 분석할 LTI 시스템이 지정되지 않은 상태로 선형 시스템 분석기 앱을 엽니다. 분석할 시스템을 지정하려면 파일 > 가져오기를 선택하십시오.

linearSystemAnalyzer(sys1,sys2,...,sysn)은 선형 시스템 분석기를 열고, 하나 이상의 동적 시스템 모델 sys1, sys2, ..., sysn의 계단 응답을 표시합니다. 이러한 모델에는 다음이 포함됩니다.

tf, zpk 또는 ss 모델과 같은 수치적 LTI 모델.
idtf, idss 또는 idproc와 같은 식별된 모델(System Identification Toolbox™ 필요).
genss 또는 uss 모델과 같은 일반화된 LTI 모델. 불확실성을 갖지 않는 일반화된 LTI 모델의 경우 선형 시스템 분석기는 모델의 공칭 값에 대한 응답을 플로팅합니다. 불확실성을 갖는 일반화된 모델의 경우 이 앱은 불확실한 시스템의 20개 임의 샘플에 대한 응답을 플로팅합니다. (불확실 모델을 사용하려면 Robust Control Toolbox™가 필요합니다.)

linearSystemAnalyzer(sys1,LineSpec1,sys2,LineSpec2...,sysn,LineSpecn)은 각 응답 플롯의 선 스타일, 마커, 색을 지정합니다. 문자를 한 개, 두 개 또는 세 개 사용하여 플롯 스타일을 지정하십시오. 예를 들어 다음 코드에서는 sys1에 대한 응답에는 빨간색 별표를, sys2에 대한 응답에는 자홍색 점선을 사용합니다.

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

이 인수를 구성하는 방법에 대한 자세한 내용은 plot 함수의 LineSpec 입력 인수를 참조하십시오.

linearSystemAnalyzer(plottype,___)은 선형 시스템 분석기를 열고, plottype으로 지정된 응답 유형을 표시합니다. 이 구문은 위에 열거된 구문에 나와 있는 입력 인수를 원하는 대로 조합하여 사용할 수 있습니다. plottype 인수는 다음 중 하나일 수 있습니다.

'step' — 계단 응답.
'impulse' — 임펄스 응답.
'lsim' — 선형 시뮬레이션 플롯. 이 플롯 유형을 사용하면 시뮬레이션에 사용할 입력 신호를 지정하라는 메시지가 선형 시뮬레이션 툴 대화 상자에 표시됩니다.
'initial' — 초기 조건 플롯(상태공간 모델에만 해당). extras 인수를 사용하여 초기 상태를 지정할 수 있습니다. 초기 상태를 지정하지 않으면 선형 시뮬레이션 툴 대화 상자가 열릴 때 시뮬레이션에 사용할 초기 상태를 지정하라는 메시지가 표시됩니다.
'bode' — 보드 다이어그램.
'bodemag' — 보드 크기 다이어그램.
'nyquist' — 나이퀴스트 플롯.
'nichols' — 니콜스 플롯.
'sigma' — 특이값 플롯. (sigma를 참조하십시오.)
'pzmap' — 극점-영점 맵.
'iopzmap' — LTI 시스템의 각 입력/출력 쌍에 대한 극점-영점 맵.

선형 시스템 분석기를 열고 여러 개의 응답 플롯을 표시하려면, plottype 입력 인수에 대한 이러한 플롯 유형 중 최대 6개로 구성된 셀형 배열을 사용하십시오. 예를 들어 다음 명령은 이 앱을 열고 시스템 sys에 대한 계단 응답 플롯과 나이퀴스트 플롯을 표시합니다.

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

linearSystemAnalyzer(plottype,sys1,sys2,...,sysn,extras)는 응답 플롯 유형과 관련된 추가 입력 인수를 지정합니다. extras는 플롯 유형에 대응되는 함수에 사용할 수 있는 하나 이상의 입력 인수일 수 있습니다(plotoptions 및 dataoptions 인수 제외). 예를 들어 plottype이 'step'이라고 가정하겠습니다. 그러면 extras를 통해, step 명령에 사용할 수 있는 추가 인수(예: 원하는 최종 시간 Tfinal)를 사용할 수 있습니다. 따라서 다음 명령은 이 앱을 열고 최종 시간 Tfinal이 지정된 sys의 계단 응답 플롯을 표시합니다.

linearSystemAnalyzer('step',sys,Tfinal)

plottype이 'initial'이면 extras를 사용하여 초기 조건 x0과 Tfinal 같은 다른 인수를 제공할 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

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

extras에 적합한 인수를 확인하려면 step, bode 또는 initial 같은 각 플롯 유형에 대응하는 함수의 도움말 페이지를 참조하십시오.

h = linearSystemAnalyzer(___)는 선형 시스템 분석기 Figure에 대한 핸들을 반환합니다. 이 구문은 위에 열거된 구문에 나와 있는 입력 인수를 원하는 대로 조합하여 사용할 수 있습니다. 반환된 핸들을 사용하여, 이전에 열려 있던 선형 시스템 분석기 인스턴스를 수정할 수 있습니다. 이에 대해서는 다음 두 구문에 설명되어 있습니다.

linearSystemAnalyzer('clear',h)는 데이터와 플롯을 핸들 h에 대응하는 선형 시스템 분석기에서 지웁니다. 여러 개의 앱 인스턴스를 한 번에 지우려면 h를 핸들로 구성된 벡터로 설정하십시오.

linearSystemAnalyzer('current',sys1,sys2,...,sysn,h)는 시스템 sys1, sys2, ..., sysn의 응답을 핸들 h에 대응하는 선형 시스템 분석기에 추가합니다. 여러 개의 앱 인스턴스를 한 번에 업데이트하려면 h를 핸들로 구성된 벡터로 설정하십시오. 새 시스템의 I/O 차원이 현재 표시된 시스템과 다르면 앱은 기존 응답을 지우고 새 응답만 표시합니다.

버전 내역

R2015a에 개발됨

참고 항목

앱

제어 시스템 디자이너

함수

step | impulse | lsim | initial | iopzmap | pzmap | bode | bodemag | nyquist | nichols | sigma