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matlab中示波器图像的使用


Matlab中示波器图像的使用

报告人:dingqian12345@126.com 时 间:2011年04月15日
2011年04月15日

为什么要讲示波器图像的使用1
用Simulink进行仿真的时候,常会用到示波器Scope,可以直观输 出波形图,并且可对波形图进行局部放大等操作,很方便
提取路径为:

Simulink->Sink->Scope

图1 Scope提取路径

其背景是黑的 而且不能进行线型的修改和标注 不适合文档用图
2011年04月15日

为什么要讲示波器图像的使用2
问题来了:如何将示波器图像输入到文章中呢? 常用的比较低级的办法是使用屏幕截屏,由于scope的背 景是黑色的,然后在画图板中进行反色
低级办法例子1:大三时候郭毓老师的控制系统计算机辅助设计仿真作业

坐标轴字迹模糊、看起来很丑、打印出来效果极差
图2 低级办法例子1

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为什么要讲示波器图像的使用3
低级办法例子2:《SVPWM电机控制系统的MATLAB建模与分析》 镇江高专学报 东南大学 冷承业

图3 低级办法例子2

线条模模糊糊 坐标轴根本不清楚
2011年04月15日

为什么要讲示波器图像的使用4
低级办法例子3:《矢量控制永磁同步电动机的MATLAB仿真》 自动化技术与应用 大连理工大学 李继堂、刘凤春 且不说其文章内容如何,做出 如此不正规的图形乃至被我拿 来当做反面教材,实在感慨国 内某些文献的质量

如何避免以后被人家当做反 面例子呢 下面讲述

图4 低级办法例子3

2011年04月15日

如何使用示波器图像1
为了讲清楚问题 搭建一个如图5所示的很简单的闭环控制系统

图5 仿真实例

使用示波器图形除了截屏 无非有两种方式: 1、直接对scope图像进行操作 2、将相应的数据读出来另外作图
2011年04月15日

如何使用示波器图像2
方法1、直接对scope图像进行操作 系统所提供的scope其实也是一种我们经常使用的figure窗口,不过matlab 把scope的菜单栏隐藏起来,因此没有办法对背景、坐标等进行修改,我 们可以考虑将其隐藏的菜单栏找回来
操作步骤: 图6 scope图像菜单有无的变化

① 仿真完毕后打开scope观察图像 ②在主窗口中输入 set(0,‘ShowHiddenHandles’,‘on’)%设置隐藏句柄可被查找 set(gcf,‘menubar’,‘figure’) %显示菜单栏 ③菜单栏Edit->Axes->Properties

图7 Axes->Properties操作

2011年04月15日

如何使用示波器图像3
方法1、直接对scope图像进行操作
操作步骤: ④ 点击如图8所示的右下角的More Properties 出现如图9所示的坐标轴属性设置对话框

图8 More Properties

2011年04月15日

如何使用示波器图像4
方法1、直接对scope图像进行操作
操作步骤: ⑤对坐标轴的相应属性 进行设置:color背景色 Fontsize字体大小 以上即完成对坐标轴的设置

图9 坐标轴属性设置界面

2011年04月15日

如何使用示波器图像5
方法1、直接对scope图像进行操作
注意:也可以在步骤1和步骤2完成之后,在主窗口中继续输 入inspect(gca)即可出现坐标轴属性设置对话框

对线条的设置比较简单。 选中图形中的线条然后右键, 可以对线条的样式、颜色、 线宽等进行修改
(在选中线条的时候,右下方出

现的More Properties 即为对线条
的属性设置选项)

图10 线条的设置

2011年04月15日

如何使用示波器图像6
方法1、直接对scope图像进行操作

图11 处理后的截屏图形

结论:效果比直接截屏好了不少、但是比较麻烦、由于在 系统原有的设置上进行修改、具有一定的局限性

2011年04月15日

如何使用示波器图像7
方法2、数据导入工作空间作图

图12(a) 仿真修改1 图12(b) 时钟to workspace修改

在图5所示的仿真中添加一个时钟模块, 并添加一个to Workspace模块;示波器 位置添加一个to Workspace模块。 修改两个to workspace模块的参数,自 己命名变量(这里为t和y),将保存类 型Save format改为Array。
图12(c) 输出端to workspace修改

2011年04月15日

如何使用示波器图像8
方法2、数据导入工作空间作图 以上修改完毕后,运行仿真,会发现工作空间中多了t和y两个变量,我们在 主窗口中输入plot(t,y),使用File->Save as保存成emf矢量图格式。 我们可以对plot做出的图像使用命令进行字体、标题等等修改, 稍后讲如何使用命令形式实现修改
0.7

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0

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图13 plot做出的图像1

2011年04月15日 图14 保存为emf格式的图像1

如何使用示波器图像9
方法2、数据导入工作空间作图 将数据导入到工作空间中还有另外一种方 法,不需要to workspace模块,而是使用 scope自带的功能设置。
操作步骤: ① 点击scope的菜单栏中的Parameters ②在图15中进行general的修改,注意Number of axes为scope中坐标轴的个数,使用这种方式处理 数据到工作空间的时候,这里只能填1 ③对图16所示的Data history属性进行设置 A、可将Limit data points to last的限制去掉,特别 是对电机仿真这种数据量很大的情形,否则系统 将仅仅保存最后5000个数据 B、修改变量名(这里假设为oo) C、修改Format为Array类型 ④运行仿真。在主窗口中会发现多了oo这个变量, 其中第一列为时间,第二列为scope对应的数据。 图14 scope自带的Parameters菜单

图15 scope general属性设置

图16 scope data history属性设置

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如何使用示波器图像10
方法2、数据导入工作空间作图 操作步骤: ⑤ 在主窗口或者工作路径下的m文件中写入 如下命令: tt=oo(:,1); %取出第一列 yy=oo(:,2); %取出第二列 plot(tt,yy); %作图

图17 plot做出的图像2

2011年04月15日

如何使用示波器图像10
方法2、数据导入工作空间作图 一个问题是:如果有多行数据需要输出呢? 方法:使用Simulink->Signal Routing->Mux集线器,Scope的其他设置不变, 这样仿真结束后会发现oo有三列数据,分别对应时间、Mux的第一输入端数 据、Mux第二输入端数据。 仿真结束后,在主窗口或者工作路径下的m文件中写入如下命令: tt=oo(:,1); %取出第一列 yy1=oo(:,2); %取出第二列 yy2=oo(:,3); %取出第三列 plot(tt,yy1,tt,yy2); %作图

图18 仿真修改2

图19 plot作出的图像3

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如何使用示波器图像11
方法3、数据导入文件作图 必须要指出的是,导至工作空 间中作图是有不足之处的:

?导到工作空间的数据是一种 临时变量,一旦软件关闭后就 消失,这样如果你的仿真很漫 长,下次需要数据分析就需要 重新运行很长时间。
?不利于与其他软件的数据交 互。 我们将数据导至文件中保存,如图20,添 加一个To File模块。 To File模块中中需要进行修改的东西有: 文件名。这里假设为uu.mat 变量名。这里假设为dq

图20 仿真修改3

图21 To File属性的设置

2011年04月15日

如何使用示波器图像12
方法3、数据导入文件作图 运行图20所示的仿真,结束后在主窗口或者工作路径下的m文件中写入如下命令: load(‘uu.mat’);%载入文件 % 在主窗口可以发现此时多了dq变量,注意与导至空间中不同的是,dq是行向量 %实际上 mat文件存储的变量中第一行为时间 第二行为数据 ttt=dq(1,:); %行向量 yyy=dq(2,:); plot(ttt,yyy);

图22 plot作出的图像4

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如何使用示波器图像13
总结:
1、这三种方法中,第一种方法不推荐使用,过程繁琐而且效果不是 很好。 2、推荐使用第二种方法即将数据导至工作空间中的做法,如果有必 要(比如仿真时间比较长),也可以使用第三种方法,两者的复杂度

及效果是一样的,不过需要注意行列向量的问题。

2011年04月15日

图像后处理1
使用plot做出图像后,可能还需要进一步的进行一定的处理,比如字体、背景、 标注的添加等,这里主要讲如何使用命令实现(使用菜单栏也可以实现,可 摸索相应的菜单命令)。(投稿时注意的图片小但意思要表达清楚)

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

命令A tt=oo(:,1); yy1=oo(:,2); yy2=oo(:3); figure(1); plot(tt,yy1,’r’,tt,yy2,’b’);

图20 仿真修改3

图23可能存在的几个问题 ?没有标题 ?坐标轴刻度不清楚(特别是 缩小后)

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?没有两条曲线各自代表什么 的文字说明 2011年04月15日

图23 emf格式图像A

图像后处理2
图24

如果觉得标题字体太小可以使用 title(‘\fontsize{20}Close control’);

Step1:添加标题 title(‘Close control’);

Step2:坐标轴刻度修改 get(gca,’fontsize’,16);
图25

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图像后处理3
Step3:图例的添加 注意不能依靠线条颜色的不同来区分曲线,而应该通过linestyle线条样式区分不同 的曲线,因为在打印的时候无法区分不同颜色。 最后完整程序: tt=oo(:,1); yy1=oo(:,2); yy2=oo(:,3); figure(1); plot(tt,yy1,'r-',tt,yy2,'b.-'); title('\fontsize{20}Close Control'); set(gca,'fontsize',16); legend('\fontsize{16}Output','\fontsize{16}Error');

图26

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图像后处理4
图27 原有矢量图像
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

图28 后处理后矢量图像
Close Control
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 Output Error

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说明:自己可根据所需要的图像大小进行字体等的微调

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The

End



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