%図14.2
%
clear all; close all;

%伝達関数の分子・分母多項式を与える
num = [ 1 ]; %分子多項式
den = [ 1 0 ]; %分母多項式

%コントローラの分子・分母多項式を与える．
numc1 = [ 1 ]; %K_p=1の場合の分子多項式
numc2 = [ 10 ]; %K_p=10の場合の分子多項式
denc = [ 1 ]; %分母多項式

%制御対象とコントローラの伝達関数表現を与える
sys = tf( num, den ); %制御対象の伝達関数表現
c1 = tf( numc1, denc ); %K_p=1の場合のコントローラの伝達関数表現
c2 = tf( numc2, denc ); %K_p=10の場合のコントローラの伝達関数表現

%開ループ伝達関数を求める
sysL1 = c1*sys; %K_p=1の場合の開ループ伝達関数
sysL2 = c2*sys; %K_p=10の場合の開ループ伝達関数

%閉ループ伝達関数を求める
sysC1 = feedback( sysL1, 1 ); %K_p=1の場合の閉ループ伝達関数
sysC2 = feedback( sysL2, 1 ); %K_p=10の場合の閉ループ伝達関数

%角周波数の範囲を指定
w = logspace(-1, 2, 1000); %対数的に等間隔なベクトルの生成(10^{-1}から10^{2}で1000点)

%図14.2のプロット

figure(1) %図のウィンドウを開く
%図14.2(a),(b)のプロット
[gainL1 phaseL1 wL1] = bode(sysL1, w); %ゲインと位相
gainL1 = gainL1(:); %K_p=1の場合のゲインの配列を1次元ベクトルに変換
gainL1dB = 20*log10(gainL1); %K_p=1の場合のゲインをデシベル値に変換
phaseL1 = phaseL1(:); %K_p=1の場合の位相の配列を1次元ベクトルに変換

%図14.2(a)のプロット
subplot(2,2,1) %複数の図を並べるためのコマンド．2行列の1行1列目という意味
semilogx(wL1, gainL1dB); %ゲイン線図をプロット
xlim([10^(-1),10^2]) %横軸（角周波数）の範囲の指定
ylim([-25 50]) %縦軸の範囲の指定
xticks([10^(-1) 10^(0) 10^(1) 10^(2)]) %横軸の目盛りの値の設定
yticks([-20 0 20 40]) %縦軸の目盛りの値の設定
grid; %罫線を表示
xlabel('Frequency (rad/s)'); %横軸（時間軸）のラベル表示
ylabel('Gain [dB]'); %縦軸のラベル表示
title('K_{p} = 1') %タイトルの表示

subplot(2,2,3) %複数の図を並べるためのコマンド．2行2列の2行1列目という意味
semilogx(wL1, phaseL1); %位相線図をプロット
xlim([10^(-1),10^2]) %横軸（角周波数）の範囲の指定
ylim([-200 -45]) %縦軸の範囲の指定
xticks([10^(-1) 10^(0) 10^(1) 10^(2)]) %横軸の目盛りの値の設定
yticks([-180 -135 -90 -45]) %縦軸の目盛りの値の設定
grid; %罫線を表示
xlabel('Frequency (rad/s)'); %横軸のラベル表示
ylabel('Phase [deg]'); %縦軸のラベル表示

%図14.2(b)のプロット
[gainL2 phaseL2 wL2] = bode(sysL2, w); %ゲインと位相
gainL2 = gainL2(:); %K_{p}=10の場合のゲインの配列を1次元ベクトルに変換
gainL2dB = 20*log10(gainL2); %K_p=10の場合のゲインをデシベル値に変換
phaseL2 = phaseL2(:); %K_p=10の場合の位相の配列を1次元ベクトルに変換

subplot(2,2,2) %複数の図を並べるためのコマンド．2行列の1行2列目という意味
semilogx(wL2, gainL2dB); %ゲイン線図をプロット
xlim([10^(-1),10^2]) %横軸（角周波数）の範囲の指定
ylim([-25 50]) %縦軸の範囲の指定
xticks([10^(-1) 10^(0) 10^(1) 10^(2)]) %横軸の目盛りの値の設定
yticks([-20 0 20 40]) %縦軸の目盛りの値の設定
grid; %罫線を表示
xlabel('Frequency (rad/s)'); %横軸のラベル表示
ylabel('Gain [dB]'); %縦軸のラベル表示
title('K_{p} = 10') %タイトルの表示

subplot(2,2,4) %複数の図を並べるためのコマンド．2行3列の2行2列目という意味
semilogx(wL2, phaseL2); %位相線図をプロット
xlim([10^(-1),10^2]) %横軸（角周波数）の範囲の指定
ylim([-200 -45]) %縦軸の範囲の指定
xticks([10^(-1) 10^(0) 10^(1) 10^(2)]) %横軸の目盛りの値の設定
yticks([-180 -135 -90 -45]) %縦軸の目盛りの値の設定
grid; %罫線を表示
xlabel('Frequency (rad/s)'); %横軸のラベル表示
ylabel('Phase [deg]'); %縦軸のラベル表示

%図14.2(c),(d)のプロット
figure(2) %図のウィンドウを開く

%時間変数の定義
t = 0:0.01:5; %0から5まで0.01刻み

%ステップ応答の計算
[ y1, t1 ] = step( sysC1, t ); %ステップ応答
[ y2, t2 ] = step( sysC2, t ); %ステップ応答

%図14.2(c)のプロット
subplot(1,2,1) %複数の図を並べるためのコマンド．1行2列の1列目という意味
plot(t1,y1); %ステップ応答をプロット
xlim([0 5]) %横軸（時間軸）の範囲の指定
ylim([0.0 1.2]) %縦軸の範囲の指定
xticks([0 1 2 3 4 5]) %横軸の目盛りの値の設定
yticks([0.0 0.5 1.0]) %縦軸の目盛りの値の設定
grid; %罫線を表示を
xlabel('time  t [s]'); %横軸のラベル表示
ylabel('y(t)') %縦軸のラベル表示
title('K_{p} = 1') %タイトルの表示

%図14.2(d)のプロット
subplot(1,2,2) %複数の図を並べるためのコマンド．1行2列の2列目という意味
plot(t2,y2); %ステップ応答をプロット
xlim([0 5]) %横軸（時間軸）の範囲の指定
ylim([0.0 1.2]) %縦軸の範囲の指定
xticks([0 1 2 3 4 5]) %横軸の目盛りの値の設定
yticks([0.0 0.5 1.0]) %縦軸の目盛りの値の設定
grid; %罫線を表示
xlabel('time  t [s]'); %横軸のラベル表示
ylabel('y(t)') %縦軸のラベル表示
title('K_{p} = 10') %タイトル表示

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