在 MATLAB 中评估符号表达式时除以零错误

Question

clear all

syms s w 

G = 1/((s)*(s+1)*(s+2)); %transfer function
G_w = subs(G,s,j*w); 
W= [-100:0.01:100]; %[min_range:step size:max_range]
nyq = eval(subs(G_w,w,W)); 

x = real(nyq)
y = imag(nyq)

plot(x,y)

我似乎无法运行这段代码，它一直在第 100++ 行显示错误，而我只有不到 20 行。

Error using symengine (line 59)
Division by zero.
Error in sym/subs>mupadsubs (line 139)
G = mupadmex('symobj::fullsubs',F.s,X2,Y2);
Error in sym/subs (line 124)
    G = mupadsubs(F,X,Y);
Error in nyquist2 (line 8)
nyq = eval(subs(G_w,w,W)); %replace W with w in equation G_w

这是显示的错误，任何专家都可以帮助我吗？

Answer 1

错误是因为您正在使用数组 W 计算 G_w，而此数组包含值 0，导致被零除，因此出现错误。

Error using symengine (line 59)
Division by zero.

要解决此问题，您可以将 W 中的 0 替换为 eps。

% Replace zeros with epsilon
W(W == 0) = eps;

nyq = eval(subs(G_w,w,W)); 

x = real(nyq)
y = imag(nyq)

plot(x,y)

作为 side-note，错误不是抱怨您的代码的第 100+ 行的问题，而是堆栈跟踪指出错误实际上起源于在你正在调用的函数

堆栈跟踪是从发生错误的地方到您调用创建它的代码的顺序

Error using symengine (line 59)             <--- WHERE THE ERROR HAPPENED
Division by zero.                           <--- THIS IS THE ERROR MESSAGE

Error in sym/subs>mupadsubs (line 139)      <--- THIS FUNCTION CALLED symengine
G = mupadmex('symobj::fullsubs',F.s,X2,Y2); <--- THIS IS THE LINE THAT CALLED symengine

Error in sym/subs (line 124)                <--- THIS FUNCTION CALLED mupadsubs
G = mupadsubs(F,X,Y);                       <--- THIS IS THE LINE THAT CALLED mupadsubs

Error in nyquist2 (line 8)                  <--- THIS FUNCTION (YOURS) CALLED subs
nyq = eval(subs(G_w,w,W))                   <--- THIS IS THE LINE THAT CALLED subs

Answer 2

@Suever 的答案在必须计算大量值的这种情况下绝对是一个更好的解决方案，但如果您希望仅以一个值 (0) 评估函数并希望避免除法，则另一种解决方案零错误，你可以这样做：

>> limit(G_w,w,0)
 
ans =
 
NaN

不过这需要大量的计算，所以只有当您期望被零除时才值得使用它（例如 w = 0）。

在 MATLAB 中评估符号表达式时除以零错误

Division by zero error when evaluating symbolic expression in MATLAB

matlab

nyquist