如何使用Python不使用更高级别的软件包对传递函数建模并绘制幅度和相位响应？

问题描述

我正在尝试在Python中为传递函数建模，并认为我可以通过简单地绘制许多频率处的传递函数来做到这一点。这似乎适用于二阶LPF。参见下图。

一些示例代码如下：

s = np.arange(10 * 2 * np.pi,1000 * 2 * np.pi,10) # Creates vector of frequencies in rad/s
lpf = np.zeros(len(s))  # Initializes lowpass filter vector

for k in range(len(s)):
   lpf[k] = lpfilt_func(s[k])  # Calls LPF function with TF = cutoff_freq ** 2 / (s + cutoff_freq) ** 2

要获得频率响应，我没有使用s作为实数，而是使用内置函数s将complex(0,s)更改为复数并计算了幅度和相位如下：

for k in range(len(s)):
   lpf[k] = lpfilt_func(complex(0,s[k]))
   gain_lpf[k] = np.absolute(lpfilt_func(complex(0,s[k])))
   phase_lpf[k] = np.angle(lpfilt_func(complex(0,s[k]))) * 180 / np.pi  # Phase in deg

我认为这本质上类似于设置s = jw，然后将幅度计算为| LPF |。 = \ sqrt {A ^ 2 + B ^ 2}，相位响应为\ angle {LPF} = \ angle {（B / A）}。

这是计算传递函数频率响应的有效方法吗？ s从实数到复数的转换有效吗？

我知道有一些软件包和库，例如scipy.signal，可以轻松地对SISO系统执行此操作。但是，我上面的方法可以用于MIMO系统吗？还是本质上相当复杂的系统？

解决方法

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