Matlab例程精讲8GUI.docx
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Matlab例程精讲8GUI
第8章图形用户界面GUI
假如读者所从事的数据分析、解方程、计算结果可视工作比较单一，那么一般不会考虑图形用户界面（GraphicalUserInterfaces，GUI）的制作。
但是如果读者想向别人提供某种新的设计分析工具，想体现某种新的设计分析理念，想进行某种技术、方法的演示，那么图形用户界面也许是最好的选择之一。
MATLAB本身提供了很多的图形用户界面，如sisotool“单输入单输出控制系统设计工具”、fdatool“滤波器设计和分析工具”等。
这些工具的出现不仅提高了设计和分析效率，而且改变原先的设计模式，引出了新的设计思想，改变了和正在改变着人们的设计、分析理念。
正是出于这种观察，作者将图形用户界面内容列入本教程。
本章由四个精心设计的算例组成。
这四个算例，一方面尽可能多地向读者展现构成GUI的各种控件或组件，另方面借助算例中回调函数的编写较快地将读者引向GUI制作的纵深。
本书作者相信：
读者只要耐心地按照示例进行操作，便能在愉快感受GUI成功制作的同时，事半功倍地掌握GUI的制作技巧。
810.1图形用户界面入门示例
【例8.1-1】为演示归一化二阶系统
中阻尼比
对单位阶跃响应的影响，需要制作如图8.1-1所示的用户界面。
要求：
在界面右侧的编辑框中输入阻尼比
的具体“大于0的数值标量”，就能在坐标轴上画出相应曲线。
图8.1-1待制作的二阶系统单位阶跃响应演示界面
（1）GUIDE开发环境的引入
图8.1-2进入GUIDE开发环境的默认引导对话窗
图8.1-3默认的空白用户界面开发环境GUIDE
（2）根据要求选配界面组件
●
●
●
图8.1-4选配界面组件后的版面编辑器
（3）界面组件的参数设置
图8.1-5窗属性编辑器和设置的属性值
图8.1-6经属性设置后的设计版面
（5）初步设计界面的保存
图8.1-7仅在外形上与题给要求一致的GUI
图8.1-8版面编辑器自动生成的设计界面M文件
（6）回调程序的编写
图8.1-9GUIDE生成的“空白回调函数体”示图
图8.1-10填写工作指令后的回调子函数
（7）所建界面的使用
810.2控件创建及应用示例
【例8.2-1】为归一化二阶系统
单位阶跃响应制作如图8.2-1所示的用户界面。
要求：
（1）通过编辑框和滑键都能输入阻尼比。
（2）刚启动的界面初始形态如图8.2-1所示。
（3）在刚启动的初始界面上，响应曲线用红线绘制；而一旦界面被操作，则响应曲线将用蓝线绘制。
（4）在列表框中的三个选项可以任意组合。
图8.2-1用户界面的初始状态
（1）GUI版面编辑器的开启
（2）对未来界面窗属性设置
（3）为版面设计区引入坐标参照系
图8.2-2“格尺”对话框（默认状态）
图8.2-3一般坐标参照工具示意
图8.2-4设计本例用户界面的版面编辑器
（4）根据题目要求进行界面构建
⏹
。
⏹
⏹
。
⏹
。
⏹
。
⏹
图8.2-5执行文件尚未填写时的生成界面
（5）由版面编辑器自动产生的exm080201.m文件的结构
（6）编写初始化程序
functionexm080201_OpeningFcn（hObject,eventdata,handles,varargin）
%Thisfunctionhasnooutputargs,seeOutputFcn.
%hObjecthandletofigure
%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB
%handlesstructurewithhandlesanduserdata（seeGUIDATA）
%varargincommandlineargumentstoexm080201（seeVARARGIN）
%U_Start---“%U_Stat”和“%U_End”之间的M码均由作者编写-----UStart
zeta=0.3;
set（handles.edit1,'String',num2str（zeta））
set（handles.slider1,'Value',zeta）
set（handles.gridon,'Value',0）
set（handles.gridoff,'Value',1）
set（handles.listbox1,'Value',1）
handles.t=0:
0.05:
15;
handles.Color='Red';
handles.zeta=zeta;
handles.flag=0;
handles=surfplot（handles）;
handles.flag=1;
handles.Color='Blue';
%U_End-----------------------------------------------------------------------------------UEnd
handles.output=hObject;
guidata（hObject,handles）;
（7）可编辑框的回调子函数
functionedit1_Callback（hObject,eventdata,handles）
%hObject
%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB
%handles
%U_Start-----------------------------------------------------U_Start
sz=get（hObject,'String'）;
zeta=str2double（sz）;
set（handles.slider1,'Value',zeta）
handles.zeta=zeta;
handles=surfplot（handles）;
guidata（hObject,handles）;
%U_End-------------------------------------------------------U_End
（8）滑键回调子函数
functionslider1_Callback（hObject,eventdata,handles）
%U_Start-----------------------------------------------------U_Start
zeta=get（hObject,'Value'）;
set（handles.edit1,'String',num2str（zeta））
handles.zeta=zeta;
handles=surfplot（handles）;
guidata（hObject,handles）;
%U_End-------------------------------------------------------U_End
（9）无线电按键回调子函数
functiongridon_Callback（hObject,eventdata,handles）
%U_Start-----------------------------------------------------U_Start
set（handles.gridoff,'Value',0）
gridon
%U_End-------------------------------------------------------U_End
functiongridoff_Callback（hObject,eventdata,handles）
%U_Start------------------------------------------------------U_Start
set（handles.gridon,'Value',0）
gridoff
%U_End-------------------------------------------------------U_End
（10）列表框回调子函数
functionlistbox1_Callback（hObject,eventdata,handles）
%U_Start-----------------------------------------------------U_Start
listindex=get（hObject,'Value'）;
ifany（listindex==1）
set（handles.listbox1,'Value',1）
end
handles.flag=0;
handles=surfplot（handles）;
handles.flag=1;
guidata（hObject,handles）;
%U_End-------------------------------------------------------U_End
（11）绘图子函数
functionhandles=surfplot（handles）
%handles=surfplot（handles）
%handles
%
zeta=handles.zeta;
t=handles.t;
listindex=get（handles.listbox1,'Value'）;
Nt=length（t）;
ifhandles.flag==0
cla
zmin=get（handles.slider1,'Min'）;
zmax=get（handles.slider1,'Max'）;
zt=zmin:
0.05:
zmax;
Nz=length（zt）;
[ZT,T]=meshgrid（zt,t）;
Y=zeros（Nt,Nz）;
fork=1:
Nz
Y（:
k）=step（tf（1,[1,2*zt（k）,1]）,t）;
end
surface（ZT,T,Y）
shadingflat
else
delete（handles.g1）
delete（handles.rline）
end
xz=ones（1,Nt）*zeta;
y1=ones（1,Nt）*1;
y=step（tf（1,[1,2*zeta,1]）,t）;
gz=[zeta,zeta,xz,zeta,zeta,xz];
gt=[t
（1）,t
（1）,t,t（end）,t（end）,fliplr（t）];
gy=[0,1,y1,1,0,0*y1];
handles.g1=line（gz,gt,gy,'Color','g','LineWidth',1）;
handles.rline=line（xz,t,y,'Color',handles.Color,'LineWidth',2）;
K=length（get（handles.listbox1,'Value'））;
forjj=1:
K
switchlistindex（jj）
case1
case2
k95=min（find（y>0.95））;k952=[（k95-1）,k95];
t95=interp1（y（k952）,t（k952）,0.95）;
line（zeta,t95,0.95,'marker','+','markeredgecolor','k','markersize',6）;
case3
[ym,km]=max（y）;
ifkm0
line（zeta,t（km）,ym,'marker','.','markeredgecolor','k','markersize',5）;
end
case4
ii=max（find（abs（y-1）>0.05））;
ifiiline（zeta,t（ii+1）,y（ii+1）,'Color','r','Marker','o','MarkerSize',5）
end
end
end
xlabel（'{\zeta}'）
ylabel（'t'）
zlabel（'y'）
alpha（0.7）
view（75,44）
（12）用户界面的运行
图8.2-6显示列表框全部选项的界面示例
〖说明〗
810.3菜单及工具图标的设计示例
.3.1为界面配置标准菜单条和工具条
【例8.3-1】在例8.2-1产生的界面上，配置MATLAB标准图形窗菜单。
图8.3-1显示标准菜单和工具条的图形用户界面
（1）以例8.2-1的用户界面为基础制作新界面
（2）利用属性编辑器为界面配置标准菜单条和工具条
（3）界面操作示范
〖说明〗
.3.2菜单定制和标准图标选用
【例8.3-2】制作如图8.3-2所示的图形用户界面。
该用户界面上，不仅配置了一个定制菜单，用以控制界面上坐标框的是否封闭，而且还配置了一个“图形数据标识图标”
。
图8.3-2带定制菜单和选用标准工具图标的用户界面
（1）利用已有用户界面为基础制作新界面
（2）撤销原界面上的标准菜单和工具条
（3）定制菜单
图8.3-3菜单编辑器的外形和功能分区
（4）为定制菜单项编写回调子函数
functionboxon_Callback（hObject,eventdata,handles）
%U_Start-----------------------------------------U_Start
boxon
set（handles.boxon,'Enable','off'）
set（handles.boxoff,'Enable','on'）
%U_End-------------------------------------------U_End
functionboxoff_Callback（hObject,eventdata,handles）
%U_Start-----------------------------------------U_Start
boxoff
set（handles.boxoff,'Enable','off'）
set（handles.boxon,'Enable','on'）
%U_End-------------------------------------------U_End
（5）选用标准工具图标
图8.3-4工具条编辑器的外形和功能分区
（4）保存及生成题目所要求的用户界面
〖说明〗
习题8
1．以算例8.3-2的图形用户界面文件exm080302.m和exm080302.fig为基础，删除原界面上的两个无线电按键，以便获得如图p8-1的新图形用户界面。
图p8-1
2．以算例8.3-2的图形用户界面文件exm080302.m和exm080302.fig为基础，用双稳态按键ToggleButton替代无线电按键实现对坐标网格绘制的控制，产生如图p8-2的新图形用户界面。
图p8-2
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