MATLAB仿真波形的处理.docx
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MATLAB仿真波形的处理
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对纵坐标范围进行修改。
单击图1左上角红圈内“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里的时间范围,这个设定值代表一个屏幕内显示的最长时间。
其他设置通常不用调整。
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)内找到我们命名的“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,因此示波器内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中大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$放在数学公式的开头和结尾。
公式输入时要求在英文状态下。
b:
上标用^,下标用_,+-符号相连,显示时重叠并保持+在上,-在下,a与b相乘直接写成ab即可,a与b相除可以写成a/b;二次根式的函数名是sqrt,多次根式的函数名是root。
格式为root{}{}。
其中第一个括号说明根式的次数,第二个{}内为被开根式的对象。
c:
复杂一点的分数可以使用函数名+参数的格式输入,具体格式为:
\frac{}{}。
其中\frac为函数名,第一个{}内放分子,第二个{}内放分母;
d:
累加求和的函数名是:
\sum。
一般格式为\sum_{}^{}{}。
三个括号中的内容依次为底标、顶标、被累加求和的通项。
需要注意的有两点:
(1)没有底标、顶标时可以省略掉_{}^{},
(2){}内的内容为单个字母或者数字的时候,{}本身可以省略不写;
e:
累乘的函数名是:
\prod,除了函数名不同之外,其他和累加完全相同;
f:
极限的输入方法,举个例子:
lim_(h->0)[f(x)-f(x-h)]/h=f'(x),
g:
积分的输入,积分的函数名是:
\int,至于定积分的上、下标,和上面的介绍的方法完全一致;
h:
矩阵和行列式以及分段函数的输入
矩阵的输入:
[(a_11,a_12,a_13),(a_21,a_22,a_23),(a_31,a_32,a_33)],
至于行列式的输入,只需要把矩阵中的“[]”换成“||”就可以了
文本输入结束时,必须把文本的属性改成Latex(默认为Tex),这样即可显示我们要输入的数学公式,例如我们要输入
,需要在文本中输入$\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