nicholsplot

この例では、プロット ハンドルを使用して、タイトルを変更し、グリッドをオンにして、軸の範囲を設定します。

5 つの状態をもつランダムな状態空間モデルを生成し、プロット ハンドル h をもつニコルス線図を作成します。

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

タイトルを変更し、グリッドを有効にして、軸の範囲を設定します。そのためには、setoptions を使用してプロット ハンドル h のプロパティを編集します。

Title.String = 'Nichols Frequency Response';
setoptions(h,'Title',Title,'Grid','on', 'XLim',{[-2,4]},'YLim',{[3.3,4.3]});

setoptions を呼び出すと、ニコルス線図は自動的に更新されます。

または、nicholsoptions コマンドを使用して、必要なプロット オプションを指定することもできます。最初に、ツールボックス基本設定に基づいてオプション セットを作成します。

plotoptions = nicholsoptions('cstprefs');

オプション セットの必要なプロパティを変更します。

plotoptions.Title.String = 'Nichols Frequency Response';
plotoptions.Grid = 'on';
plotoptions.XLim = {[-2,4]};
plotoptions.YLim = {[3.3,4.3]};
nicholsplot(sys,plotoptions);

同じオプション セットを使用して、同じカスタマイズを使用する複数のニコルス線図を作成できます。独自のツールボックス基本設定によっては、得られるプロットはこのプロットの外観と異なる場合があります。明示的に設定したプロパティ (この例では、Title、Grid、XLim、および YLim) のみが、ツールボックス基本設定をオーバーライドします。

この例では、タイトルに 15 ポイントの赤いテキストを使用するニコルス線図を作成します。このプロットは、それを生成する MATLAB セッションの基本設定にかかわらず、外観が同じになります。

最初に、nicholsoptions を使用して既定のオプション セットを作成します。

plotoptions = nicholsoptions;

次に、オプション セット plotoptions の必要なプロパティを変更します。

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

これで、オプション セット plotoptions を使用してニコルス線図を作成します。

nicholsplot(tf(1,[1,1]),{0,15},plotoptions);

plotoptions は固定のオプション セットで開始されるため、プロットの結果は MATLAB セッションのツールボックス基本設定とは独立したものになります。

この例では、次の連続時間 SISO 動的システムのニコルス線図を作成します。次に、グリッドをオンにして、プロットの名前を変更します。

伝達関数 sys を作成します。

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

次に、nicholsoptions を使用してオプション セットを作成し、必要なプロット プロパティを変更します。

plotoptions = nicholsoptions;
plotoptions.Grid = 'on';
plotoptions.Title.String = 'Nichols Plot of Transfer Function';

カスタムのオプション セット plotoptions を使用してニコルス線図を作成します。

nicholsplot(sys,plotoptions)

nicholsplot はシステム ダイナミクスに基づいてプロット範囲を自動的に選択します。

この例では、3 つの入力、3 つの出力および 3 つの状態をもつ MIMO 状態空間モデルについて考えます。周波数単位 Hz を使用してニコルス線図を作成し、グリッドをオンにします。

MIMO 状態空間モデル sys_mimo を作成します。

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.

プロット ハンドル h を使ってニコルス線図を作成し、利用可能なオプションのリストに対して getoptions を使用します。

h = nicholsplot(sys_mimo);

p = getoptions(h)

p =

              FreqUnits: 'rad/s'
        MagLowerLimMode: 'auto'
            MagLowerLim: 0
               MagUnits: 'dB'
             PhaseUnits: 'deg'
          PhaseWrapping: 'off'
          PhaseMatching: 'off'
      PhaseMatchingFreq: 0
     PhaseMatchingValue: 0
    PhaseWrappingBranch: -180
             IOGrouping: 'none'
            InputLabels: [1x1 struct]
           OutputLabels: [1x1 struct]
           InputVisible: {3x1 cell}
          OutputVisible: {3x1 cell}
                  Title: [1x1 struct]
                 XLabel: [1x1 struct]
                 YLabel: [1x1 struct]
              TickLabel: [1x1 struct]
                   Grid: 'off'
              GridColor: [0.1500 0.1500 0.1500]
                   XLim: {3x1 cell}
                   YLim: {3x1 cell}
               XLimMode: {3x1 cell}
               YLimMode: {3x1 cell}

setoptions を使用して必要なカスタマイズでプロットを更新します。

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

setoptions を呼び出すと、ニコルス線図は自動的に更新されます。MIMO モデルの場合、nicholsplot はニコルス線図の配列を生成し、各プロットは 1 組の I/O の周波数応答を表示します。

この例では、入力/出力データから同定されたパラメトリック モデルのニコルス応答を、同じデータを使用して同定されたノンパラメトリック モデルと比較します。データに基づいて、パラメトリック モデルとノンパラメトリック モデルを同定します。

データを読み込み、tfest および spa をそれぞれ使用してパラメトリック モデルとノンパラメトリック モデルを作成します。

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

spa と tfest には System Identification Toolbox™ ソフトウェアが必要です。モデル sys_np はノンパラメトリックと同定されたモデルで、sys_p はパラメトリックと同定されたモデルです。

位相の一致とグリッドをオンにするオプション セットを作成します。次に、このオプション セットを使用して両方のシステムを含むニコルス線図を作成します。

plotoptions = nicholsoptions;  
plotoptions.PhaseMatching = 'on';
plotoptions.Grid = 'on';
plotoptions.XLim = {[-240,0]};
h = nicholsplot(sys_p,'r.-.',sys_np,'b.-.',w,plotoptions);
legend('Parametric Model','Non-Parametric model');