控制器分析-绘制伯德图

控制器分析-绘制伯德图

设计控制器，需要利用伯德图工具分析控制器的相频特性与幅频特性。本文提供了两种绘制伯德图的方法，第一种是利用MATLAB内置的函数绘制，第二种是自己编写的代码。由于最开始第一种方法获得的图片属性不满意，如坐标轴字体大小、坐标轴名称中英文混排、字体等图片属性，使用代码调节特麻烦，于是自己写了一段代码，用于绘制图片属性可控的伯德图。至今，第一种方法的缺陷已被完善，故本文两种方法的图片属性都可控，按照自己的使用习惯任选一种方法使用即可。

软件背景

• MATLAB 2021a

方法一

MATLAB自带的函数绘制伯德图，此方法获得的图片横轴是 r a d / s \rm rad/s rad/s。

clear,clc;
figure
a = 1;
H = tf([0 a],[1 a]);
bode(H)
grid on

运行代码，获得如下图片：

如前所述，图片属性不可控，若想修改，可参考我的另一篇博文–坐标轴名称中英混排的图片获取流程。

方法二

为了便于理解，将此方法中的横轴坐标定为 H z \rm Hz Hz。

clear,clc;
f = linspace(1/1000,10,1000) ;  %Hz 1k个点连续性还不错
a = 1;     %剪切频率是1rad/s,对应的频率是0.159Hz,该频率的相位滞后45°
w =6.28*f;  %Hz转换成rad/s
G = a./(a+1i*w);  %频响函数
y = abs(G);
z = 20*log10(y);
theta = angle(G)*180./pi;

figure
semilogx(f,z)  % 并没有改变横坐标的值，只是以对数线性化的方式表达
grid on
xlabel('Hz','FontName','Times New Roman','FontWeight','Bold','FontSize',10.5); 
ylabel('Magnitude (dB)','FontName','Times New Roman','FontWeight','Bold','FontSize',10.5);
set(gcf,'unit','centimeters','position',[30 15 15 7]);
set(gca,'FontName','Times New Roman','FontSize',10.5,'FontWeight','bold');

figure  
semilogx(f,theta)  
grid on
xlabel('Hz','FontName','Times New Roman','FontWeight','Bold','FontSize',10.5); 
ylabel('Phase (deg)','FontName','Times New Roman','FontWeight','Bold','FontSize',10.5);
set(gcf,'unit','centimeters','position',[30 15 15 7]);
set(gca,'FontName','Times New Roman','FontSize',10.5,'FontWeight','bold'); 

运行代码，可获得如下图片：