相频图
phaseplot(sys) 显示系统输出信号相对于输入信号的相位偏移(以度为单位)随频率变化的特性.
低通滤波器(一阶系统): RC电路噪声滤除。
确认系统是低通特性(相位滞后随频率增加),并帮助估计截止频率附近(约10 rad/s)的相位滞后.
phaseplot(1,0.1s+1)
直流电机速度控制: 电机调速系统
有助于识别系统类型(含积分器,低频相位为-90°),并评估稳定性风险.
phaseplot(5,0.5*s^2+s)
质量-弹簧-阻尼系统: 机械振动分析
分析机械振动中的共振现象和相位反转.
phaseplot(1,s^2+0.6s+1)
超前补偿器(PD控制器): 提高系统稳定裕度
体现了PD控制器提升稳定裕度的能力.
phaseplot(2s+10,0.02s+1)
带通滤波器: 通信信号选频
识别带通特性(中心频率约10 rad/s)和群延迟特性。
phaseplot(0.1s,(s+1)(0.01s+1))
RC低通滤波器
ADC采样前的抗混叠滤波
频率范围 相位偏移
0.1 rad/s -5.7°
10 rad/s -45°
100 rad/s -84.3°
phaseplot([1],[0.1,1])
伺服电机位置控制
工业机器人关节定位精度保障
频率范围 相位偏移
1 rad/s -11.3°
7.07 rad/s -90° (共振点)
50 rad/s -172.9°
phaseplot([50],[1,5,50])
心电图工频陷波器
医疗设备中消除50 Hz电源干扰
频率范围 相位偏移
40 Hz +87°
50 Hz 0° (相位跳变)
60 Hz -87°
phaseplot([1,0,10000],[1,100,10000])
飞机俯仰控制系统
民航客机自动驾驶模式稳定性验证
频率范围 相位偏移
0.5 rad/s -28°
5 rad/s -112° (增益穿越频率)
50 rad/s -256°
phaseplot([0.5,1],[0.01,0.1,1,1])
5G毫米波相位补偿
Massive MIMO基站波束成形校准
频率范围 相位偏移
1e9 rad/s +4.3°
5e10 rad/s +35.5° (工作频段)
1e11 rad/s +52.1°
phaseplot([0.02,1],[0.002,1])
电动汽车电池管理系统
锂电池健康状态(SOH)在线诊断
频率范围 相位偏移
10 rad/s -21.8°
31.6 rad/s -90° (特征频率)
100 rad/s -158.2°
phaseplot([1000],[1,40,1000])
叠加相频图
phaseplot([sys1],[sys2]...[sysN]) 叠加相频图是将多个系统的相位响应曲线绘制在同一坐标系中的可视化工具,主要用于分析不同系统在频域中的相位特性.
控制系统稳定性分析(航空航天):
LQR控制器在关键频段(1-10 rad/s)相位滞后减少15°,显著提升飞行稳定性
phaseplot([1,0.2s+1], # 基础PID控制器
[1,0.05*s^2+0.1s+1]) # 改进型LQR控制器
滤波器设计对比(音频处理)
高保真音频选贝塞尔,抗干扰选切比雪夫
phaseplot([1,s^2+1.4s+1], # 巴特沃斯滤波器
[1,s^2+s+1], # 切比雪夫滤波器
[1,s^2+0.5s+1]) # 贝塞尔滤波器
通信系统多径效应分析(5G网络):
识别2.4GHz频段多径引起的相位突变,优化MIMO天线配置
phaseplot([1,0.01s+1], # 视距信道
[1,0.1*s^2+0.3s+1], # 城市多径信道
[1,0.5*s^2+0.1s+1]) # 室内密集多径
机械系统谐振分析(汽车悬架):
低阻尼系统在谐振频率(≈2Hz)相位突变180°
高阻尼系统相位变化平缓,乘坐舒适性更好
phaseplot([1,0.3*s^2+0.8*s+1], # 标准阻尼
[1,0.3*s^2+1.2*s+1], # 高阻尼
[1,0.3*s^2+0.4s+1]) # 低阻尼