MATLAB编程-简介

简介

本文介绍如何在 MATLAB 中绘制 奈奎斯特图（Nyquist Plot）。
最直接的方法是使用 nyquist 命令。

不过，虽然 nyquist 命令功能强大，但它生成的图形不容易自定义格式。MATLAB 默认的图形格式适合分析使用，但如果要插入到 Word、PowerPoint 或网页中，往往不够美观。

因此，本文提供了一种替代方式，虽然需要更多代码行，但使用通用的 plot 命令可以实现完全自定义的图形格式控制。

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MATLAB 的 nyquist 命令

基本语法如下：

>> nyquist(LTI_SYS)

其中：

• LTI_SYS 是一个 LTI（线性时不变）系统对象，可以是传递函数（TF）、状态空间（SS）、零极点增益（ZPK）或频率响应数据（FRD）。

nyquist 命令会自动调用 gcf，在当前图形窗口中绘制奈奎斯特图。如果当前没有图形窗口，则 gcf 会创建一个新的。

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自定义频率向量

如果你希望指定绘图所用的频率点，可以使用 logspace 或 linspace 创建频率向量，例如：

>> freqVec = logspace(-1, 3, 5000);
>> nyquist(LTI_SYS, freqVec * (2*pi))

说明：

• freqVec 是一个对数均匀分布的向量，范围从 $10^{-1}$ 到 $10^3$ Hz，共包含 5000 个频率点；

• pi 是 MATLAB 中表示常数 $\pi$ 的内置变量，这里用于将频率从 Hz 转换为 rad/s（弧度每秒），因为 nyquist 函数需要的是角频率单位。

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nyquist 命令的问题

使用 nyquist 命令的主要问题在于图形格式难以自定义，例如：

• 标题不能方便地分为多行；

• 难以设置线宽、字体大小等格式；

• 坐标轴与图形之间的关系不如普通 plot 图清晰可控。

这是因为 nyquist 命令在底层可能使用了 semilogx 或类似方法，并在图形上叠加了额外的图层或图形补丁。

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外部链接

Nyquist 函数官方文档 - MathWorks