MATLAB仿真波形的处理.docx

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MATLAB仿真波形的处理

示波器波形的处理

1.示波器介绍

首先介绍示波器的基本功能，对SimulinkModel（搭建的模型）进行仿真之后，双击Scope（示波器），会打开Scope的显示界面。

这时候Scope会显示仿真出来的波形。

以12脉波串联型二极管整流器为例，Scope显示的界面如图1所示。

图1

补充：

若显示出来的波形比例不太好时，可以单击鼠标右键

Autoscale（或使用工具栏上望远镜）进行调整，也可以右键

Axesproperties对纵坐标围进行修改。

单击图1左上角红圈“Parameters”按钮，弹出属性对话框,如图2所示。

在Scope模块的General（通用）参数中，Numberofaxes为显示轴数，默认为1，如需显示两个参数的波形，将显示轴数改为2，可根据需要调整Timerange里的时间围，这个设定值代表一个屏幕显示的最长时间。

其他设置通常不用调整。

图2

如图3所示，在Scope模块的“Datehistory”（数据显示）参数中，如将“savedatetoworkspace”选项栏勾上，这个示波器所观察到的曲线将会随着仿真系统的运行，被保存在Workspace（工作区），不勾选则不保存。

在“variablename”选项栏中可给变量起个名字，这里我们随便起个名字“output1”,注意：

起名时遵循变量命名原则，否则会出错，此处采用英文字母和数字皆可。

“Format”为数据保存格式，也可进行修改，通常可采用系统的默认值，这里采用“Array”

“Limitdatepointstolast”的值可以设置的大一些或不勾选。

设置完成后点击“Apply”

“OK”，

图3

注意：

设置完成之后对模型再进行一次仿真，这样在MATLAB主界面中的Workspace（在主界面中按ctrl+3可弹出Workspace界面，也可在主界面工具栏的Window中选定）找到我们命名的“output1”文件。

如图4所示

图4

双击output1会出现如图5所示的界面。

图5

2.用MATLAB命令将simulink示波器的图形画出

如图5所示，我们可以看到详细情况，它是一个4列的矩阵，观察这个矩阵即可以发现，这个矩阵的第一列是仿真时间，而由于我仿真时示波器输出的是三条曲线，所以第二列、第三列和第四列即分别代表了这3条曲线。

同时大家要注意，在simulink中我们有时往往在示波器中混合输出多条曲线，那么就要在示波器前加一个MUX混合模块，因此示波器曲线映射到的工作空间的矩阵是和你的MUX的输入端数有关，如果你设置了3个MUX输入端，而实际上你只使用了2个，那么曲线矩阵仍然会有4列，并且其中一列是零，而不是3列。

理解曲线矩阵的原理之后，我们就可以用plot函数画出示波器中显示的图形了。

在MATLAB命令行中敲入一下命令：

按enter键将会显示示波器中的图形。

如图6所示。

>>plot（output1（:

1）,output1（:

2））,holdon,plot（output1（:

1）,output1（:

3））,holdon,plot（output1（:

1）,output1（:

4））

注：

这里的>>plot（output1（:

1）,output1（:

2））命令用来输出第一个波形，plot（output1（:

1）,output1（:

3））命令用来输出第二个波形，plot（output1（:

1）,output1（:

4））命令用来输出第三个波形。

holdon用于图形的保持，若命令改为>>plot（output1（:

1）,output1（:

2））,plot（output1（:

1）,output1（:

3））,plot（output1（:

1）,output1（:

4））则只会显示第三个波形。

图6

3.对图形的处理

1）背景修改

在图形中点击菜单栏View

PropertyEditor会出现编辑框如图7所示（或单击工具栏上的箭头），点击坐标纸以外的灰色区域，可将背景选定，在编辑框FigureColor对背景颜色进行修改。

图7

2）坐标轴的设置

选中坐标轴会出现相应的编辑框，在编辑框的左侧可以对坐标轴的背景颜色、坐标轴字体的颜色、网格进行设置。

在编辑框的右侧点击Ticks可以对坐标轴进行具体的设置。

如图8所示。

图8

如对X轴进行设置，点击Ticks会出现编辑框，如图9所示。

对X轴的坐标可以一一设置。

图9

坐标轴更改后图形的结果如图10所示。

注意坐标轴的变化。

图10

3）波形曲线的设置

双击曲线，会弹出曲线的编辑框，其中包括修改曲线的类型、颜色、粗细这几个常用选项。

更多的设置在moreproperty家可以尝试练习修改。

编辑框如图11所示。

图11

编辑完成后如图12所示。

这里将曲线的颜色都改成了黑色，将其中一条曲线加粗了。

图12

4）图形标注的编辑

我们需要对图形进行箭头、文本等标注。

点击View

PlotEditToolbar会显示图形编辑工具栏，方便在图形上加箭头、文本等标注。

对文本的标注，我们会遇到不知如何输入上下标及希腊字母等困难，这里给出解决方法。

1.上下标的输入

上标用^（指数），下标用_（下划线）。

注意：

可用{}把放在一起的括起来，当同时输入上下标时（先下标再上标）,例如我们要输入

，在文本中输入i_{a}^{1}即可显示

。

点击文本可以对文本的边框颜色，字体颜色、大小等进行修改。

如图13所示。

图13

2．特殊字符的输入

当我们需要输入希腊字母等特殊字符时，这里有两种解决方案。

可以使用“\加拼音”，还可以在中文输入法下开启软键盘。

第二种方法比较简单，大家可以练习使用。

Text字符及其函数表如下

函数字符代表符号函数字符代表符号函数字符代表符号

\alphaα\upsilonυ\sim~

\betaβ\phiϕ\leq≤

\gammaγ\chiχ\infty∞

\deltaδ\psiψ\epsilonϵ

\zetaζ\GammaΓ\omegaω

\etaη\DeltaΔ\thetaθ

\ThetaΘ\leftrightarrow↔\varthetaϑ

\LambdaΛ\leftarrow←\iotaι

\XiΞ\uparrow↑\kappaκ

\PiΠ\rightarrow→\lambdaλ

\SigmaΣ\downarrow↓\muμ

\UpsilonΥ\circ°\nuν

\PhiΦ\pm±\xiξ

\PsiΨ\geq≥\piπ

\OmegaΩ\propto∝\rhoρ

\forall∀\partial∂\sigmaσ

\exists∃\bullet·\varsigmaς

\div÷\tauτ\cong≅

\neq≠\equiv≡\approx≈

\alephℵ\otimes⊗\oplus⊕

\cap∩\cup∪\supseteq⊇

\supset⊂\subseteq⊆\subset⊃

\int∫\in∈\oο

例如我们要在文本中显示π，需要在文本中输入\pi,即可显示π。

3．数学公式的编辑

对于简单的数学公式，可以直接在文本中输入即可，对于复杂的数学公式，我们可以使用Latex语言。

公式输入基本方法：

a：

使用Latex语言时，必须使用美元符号$放在数学公式的开头和结尾。

公式输入时要求在英文状态下。

b：

上标用^,下标用_,+-符号相连，显示时重叠并保持+在上，-在下，a与b相乘直接写成ab即可，a与b相除可以写成a/b；二次根式的函数名是sqrt，多次根式的函数名是root。

格式为root{}{}。

其中第一个括号说明根式的次数，第二个{}为被开根式的对象。

c：

复杂一点的分数可以使用函数名+参数的格式输入，具体格式为：

\frac{}{}。

其中\frac为函数名，第一个{}放分子，第二个{}放分母；

d：

累加求和的函数名是：

\sum。

一般格式为\sum_{}^{}{}。

三个括号中的容依次为底标、顶标、被累加求和的通项。

需要注意的有两点：

（1）没有底标、顶标时可以省略掉_{}^{}，

（2）{}的容为单个字母或者数字的时候，{}本身可以省略不写；

e：

累乘的函数名是：

\prod，除了函数名不同之外，其他和累加完全相同；

f：

极限的输入方法，举个例子：

lim_（h->0）[f（x）-f（x-h）]/h=f'（x）,

g：

积分的输入，积分的函数名是：

\int，至于定积分的上、下标，和上面的介绍的方法完全一致；

h：

矩阵和行列式以及分段函数的输入

矩阵的输入：

 [（a_11,a_12,a_13）,（a_21,a_22,a_23）,（a_31,a_32,a_33）]，

至于行列式的输入，只需要把矩阵中的“[]”换成“||”就可以了

文本输入结束时，必须把文本的属性改成Latex（默认为Tex），这样即可显示我们要输入的数学公式，例如我们要输入

，需要在文本中输入$\frac{a}{b}$即可显示

。

如图14所示。

图14

5）波形的保存

波形处理完毕之后，在工具栏中点击保存，即可保存figure文件，以备下次波形的继续处理。

还可以在工具栏中选择Edit

copyfigure，将其粘贴到word中保存。

图15