Linear System Analyzer

R2026b

Analizar las respuestas en los dominios del tiempo y la frecuencia de sistemas lineales invariantes en el tiempo (LTI)

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Descripción

La app Linear System Analyzer permite analizar respuestas en los dominios del tiempo y la frecuencia de sistemas LTI.

Con esta app puede:

  • Ver y comparar las gráficas de respuesta de sistemas SISO y MIMO, o de varios modelos lineales al mismo tiempo.

  • Generar gráficas de respuesta en el tiempo como respuesta al escalón, respuesta al impulso y respuesta en el tiempo a entradas arbitrarias.

  • Generar gráficas de respuesta en frecuencia como diagramas de Bode, de Nyquist, de Nichols, y gráficas de valores singulares y de polos y ceros.

  • Revisar características clave de respuesta, como el tiempo de subida, el sobreimpulso máximo y los márgenes de estabilidad.

Linear System Analyzer puede generar las siguientes gráficas de respuesta:

  • Respuesta al escalón

  • Respuesta al impulso

  • Respuesta en el tiempo simulada a señal de entrada especificada

  • Respuesta en el tiempo simulada a partir de condiciones iniciales especificadas (solo modelos en espacio de estados)

  • Diagrama de Bode (magnitud y fase, o solo magnitud)

  • Diagrama de Nyquist

  • Gráfica Nichols

  • Gráfica de valores singulares

  • Mapa de polo/cero, y mapa de polo/cero de E/S

Linear System Analyzer app

Abrir la aplicación Linear System Analyzer

  • Barra de herramientas de MATLAB®: En la pestaña Apps, en Control System Design and Analysis, haga clic en el icono de la app.

  • Línea de comandos de MATLAB: Introduzca linearSystemAnalyzer.

Ejemplos

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Para importar modelos a Linear System Analyzer, seleccione File > Import. Se abre el cuadro de diálogo Import System Data.

Import System Data dialog box with the Import from drop-down list set to Workspace. Below, the Systems in Workspace table lists three models. The leftmost Import column contains checkboxes for selecting models.

En Import from, elija si desea importar un modelo desde:

  • El área de trabajo de MATLAB seleccionando Workspace

  • Un archivo MAT seleccionando MAT-file

En la columna Import de la tabla, seleccione uno o varios modelos para importar.

Haga clic en Import.

Para exportar modelos desde Linear System Analyzer, seleccione File > Export. Se abre el cuadro de diálogo Linear System Analyzer Export.

Linear System Analyzer Export dialog box with a Select Models to Export table with two models available for export. The leftmost Export column contains checkboxes for selecting models.

En la columna Export de la tabla, seleccione uno o varios modelos para exportar.

Para exportar modelos al área de trabajo de MATLAB, haga clic en Export to Workspace.

Para exportar modelos a un archivo MAT, haga clic en Export to Disk.

En el cuadro de diálogo Select File to Write, especifique el nombre y la ubicación para el archivo MAT guardado y haga clic en Save.

Para eliminar modelos de Linear System Analyzer, seleccione Edit > Delete Systems. Se abre el cuadro de diálogo Linear System Analyzer Delete.

Linear System Analyzer Delete dialog box with a Select Models to Delete table with two models available for deletion. The leftmost Select column contains checkboxes for selecting models.

En la columna Select, seleccione uno o varios modelos para eliminar.

Haga clic en Delete.

Para especificar interactivamente los tipos de respuestas que se desean representar, en Linear System Analyzer, seleccione Edit > Plot Configurations. Se abre el cuadro de diálogo Plot Configurations.

Plot Configurations dialog box showing selectable response plot layouts represented by icons, including single‑plot, two‑plot stacked, three‑plot stacked, and multi‑panel grid arrangements with up to six plots. Below, there are drop-down lists to select the response type for each plot in the configuration.

En la sección Select a response plot configuration, seleccione cuántas gráficas se van a mostrar.

En la sección Response type, utilice las listas desplegables para seleccionar el tipo de respuesta para cada gráfica.

Para actualizar la configuración de la gráfica y cerrar el cuadro de diálogo, haga clic en OK.

Para actualizar la configuración de la gráfica sin cerrar el cuadro de diálogo, haga clic en Apply.

Para cambiar el tipo de respuesta de una gráfica existente, haga clic con el botón secundario en la gráfica y, en Plot Types, seleccione el tipo de respuesta.

Step response plot with the right-click menu open and the cursor over the Plot Types > Bode menu item.

Para especificar interactivamente los estilos de línea de las respuestas, en Linear System Analyzer, seleccione Edit > Response Styles. Se abre el cuadro de diálogo Response Styles.

Response Styles dialog box with configured to distinguish systems by color and no distinction for inputs and outputs. Below, lists for the color, marker order, and line-style order show the order in which these values are applied. There are up and down arrows for adjusting the order in each list.

En la sección Distinguish by, puede seleccionar cómo diferenciar entre sistemas, entradas y salidas con las correspondientes listas desplegables.

Las selecciones de estas listas desplegables son mutuamente excluyentes, debe utilizar un tipo de orden diferente para sistemas, entradas y salidas.

Linear System Analyzer asigna el color, el estilo de marcador y el estilo de línea de la respuesta según el orden especificado en Color Order, Marker Order y Linestyle Order, respectivamente.

Puede modificar estos órdenes haciendo clic en un elemento de la lista y ajustando su posición con las flechas correspondientes.

Para actualizar los estilos de la respuesta y cerrar el cuadro de diálogo, haga clic en OK.

Para actualizar los estilos de la respuesta sin cerrar el cuadro de diálogo, haga clic en Apply.

Para mostrar las características de las respuestas en una gráfica de respuesta, haga clic con el botón secundario en el área de la gráfica y, en Characteristics, seleccione una característica para mostrar. Puede mostrar múltiples características en la misma gráfica.

Step response plot with the right-click menu open and the cursor over the Characteristics > Peak Response menu item.

Las características disponibles dependen del tipo de gráfica de respuesta.

Gráfica de respuestaCaracterísticas disponibles
Gráfica de escalón

  • Respuesta pico

  • Tiempo de subida

  • Tiempo de establecimiento

  • Tiempo transitorio

  • Estado estacionario

Gráfica de impulso

  • Respuesta pico

  • Tiempo transitorio

Gráfica de condición inicial
Gráfica de simulación lineal

Respuesta pico

Gráfica de valores singulares
Diagrama de Bode

  • Respuesta pico

  • Todos los márgenes de estabilidad

  • Márgenes mínimos de estabilidad

Diagrama de Nyquist
Gráfica Nichols
Gráfica de polos y cerosNinguna
Gráfica de polo/cero de cada par entrada-salida

La gráfica muestra cada característica usando un marcador en la respuesta. Para ver información sobre la característica, haga clic en el marcador.

Step response plot with a data tip located at the peak response value. The data tip is expanded to show the response name, peak deviation value, peak overshoot percentage and time.

Ejemplos relacionados

Uso programático

linearSystemAnalyzer abre la app Linear System Analyzer sin ningún sistema LTI para analizar. Para obtener más información sobre cómo importar un sistema, consulte Importar modelos.

linearSystemAnalyzer(sys1,sys2,...,sysN) abre Linear System Analyzer y muestra la respuesta al escalón de uno o varios modelos de sistemas dinámicos, sys1, sys2, ..., sysn. Dichos modelos incluyen:

  • Modelos LTI numéricos, como modelos tf, zpk o ss.

  • Modelos identificados como idtf, idss o idproc (requiere System Identification Toolbox™).

  • Modelos LTI generalizados, como modelos genss o uss. En el caso de modelos LTI generalizados sin incertidumbre, Linear System Analyzer representa la respuesta del valor nominal del modelo. En el caso de modelos generalizados con incertidumbre, la app representa las respuestas de 20 muestras aleatorias del sistema con incertidumbre. (el uso de modelos con incertidumbre requiere Robust Control Toolbox™).

linearSystemAnalyzer(sys1,LineSpec1,...,sysN,LineSpecN) especifica el estilo de línea, el marcador y el color de cada gráfica de respuesta.

Para obtener más información sobre las especificaciones del estilo de línea, consulte el argumento de entrada LineSpec de la función lsimplot.

linearSystemAnalyzer(plottype,___) abre Linear System Analyzer y muestra los tipos de respuesta especificados por plottype. Puede utilizar esta sintaxis con cualquiera de las combinaciones de argumentos de entrada anteriores. El argumento plottype puede ser cualquiera de los siguientes:

  • "step": respuesta al escalón

  • "impulse": respuesta al impulso

  • "lsim": gráfica de simulación lineal. Si no especifica vectores de entrada y tiempo con la sintaxis extras, el cuadro de diálogo Linear Simulation Tool se abre y solicita que especifique los vectores de entrada y tiempo.

  • "initial": gráfica de condiciones iniciales (solo para modelos en espacio de estados). Debe especificar una condición inicial con la sintaxis extras.

  • "bode": diagrama de Bode

  • "bodemag": diagrama de magnitud de Bode

  • "nyquist": diagrama de Nyquist

  • "nichols": gráfica de Nichols

  • "sigma": gráfica de valores singulares

  • "pzmap": mapa de polo/cero

  • "iopzmap": mapa de polo/cero de cada par entrada-salida del sistema LTI

Para abrir Linear System Analyzer con múltiples gráficas de respuesta, especifique un arreglo de cadenas de hasta seis tipos de gráficas. Por ejemplo, el siguiente comando abre la app con una gráfica de respuesta al escalón y un diagrama de Nyquist del sistema sys.

linearSystemAnalyzer(["step","nyquist"],sys)

linearSystemAnalyzer(plottype,sys1,sys2,...,sysn,extras) especifica argumentos de entrada adicionales específicos para el tipo de gráfica de respuesta. extras puede ser uno o más de los argumentos de entrada disponibles para la función correspondiente al tipo de gráfica, excepto el argumento plotoptions y argumentos nombre-valor.

Para determinar argumentos apropiados para extras, consulte las páginas de referencia de las funciones correspondientes a cada tipo de gráfica, como stepplot, bodeplot o initialplot.

Por ejemplo, supongamos que plottype es "step". Entonces, extras permite utilizar los argumentos adicionales que podría utilizar con el comando stepplot, como la unidad de tiempo final que desee, Tfinal. Así, el siguiente comando abre la app con una gráfica de respuesta al escalón de sys, con una unidad de tiempo final de Tfinal.

linearSystemAnalyzer("step",sys,Tfinal)

Si plottype es "initial", debe utilizar extras para proporcionar las condiciones iniciales IC. Por ejemplo, el siguiente comando establece la condición inicial en el vector x0 de valores de estado.

linearSystemAnalyzer("initial",sys,x0)

Si plottype es "lsim", puede utilizar extras para especificar el vector de entrada u y el vector de tiempo t.

h = linearSystemAnalyzer(___) devuelve un identificador para la figura de Linear System Analyzer. Puede utilizar esta sintaxis con cualquiera de las combinaciones anteriores de argumentos de entrada. Utilice el identificador para modificar instancias de Linear System Analyzer abiertas previamente, como se describe en las siguientes dos sintaxis.

linearSystemAnalyzer("clear",h) borra las gráficas y los datos de la sesión de Linear System Analyzer correspondientes al identificador h. Para borrar múltiples instancias de la app a la vez, establezca h en un vector de identificadores.

linearSystemAnalyzer("current",sys1,sys2,...,sysn,h) añade las respuestas de los sistemas sys1, sys2, ..., sysn a la sesión de Linear System Analyzer correspondiente al identificador h. Para actualizar múltiples instancias de la app a la vez, establezca h en un vector de identificadores. Si los nuevos sistemas tienen dimensiones de E/S distintas de las de los sistemas que se muestran en ese momento, la app borra las respuestas existentes y muestra solo las nuevas.

Historial de versiones

Introducido en R2015a

Consulte también

Apps

Funciones