ابزار رسم در متلب

یکی از جنبه های مهم در هر نرم افزار توانایی آن در رسم شکل است. شکل های یک پروژه بخشی مهم از امکانات آن به منظور تجزیه و تحلیل را فراهم می آورد. همواره نیاز داریم تا با رسم شکل های مختلف بهبود نتایج کار و توانایی های کارمان را نمایش دهیم. در واقع یک شکل بهتر از هزار سخن خواهد بود ! به همین منظور در این بخش پیرامون ابزار رسم در متلب بررسی هایی خواهیم داشت.

در همین راستا باید گفت که نرم افزار متلب یکی از بهترین امکانات رسم را در اختیار کاربر قرار می دهد. تابع plot به عنوان اولین توابع در رسم نمودار در متلب بکار می رود. با این حال بایستی سایر جنبه های مفید این تابع را نیز مورد بررسی قرار داد. از این گذشته این تابع محدودیت هایی دارد که از آن جمله می توان به عدم توانایی آن در رسم اشکال سه بعدی ، رسم توابع از نوع سمبولیک ، رسم مش و … اشاره کرد. به همین منظور توابع دیگری در کتابخانه متلب قرار داده شده است که بتواند تمامی این مسائل را پوشش دهد.

گام های لازم در رسم نمودار در متلب

به منظور رسم در نرم افزار متلب نیاز است تا گام هایی در حین فرآیند کدنویسی و یا شبیه سازی رعایت گردد. اولین و مشخص ترین اقدام ذخیره داده مورد نظر می باشد. انواع روش های ذخیره سازی داده ها در متلب ارائه می شود که عبارتند از :

• ذخیره داده به صورت آرایه (array)
• ذخیره داده به صورت ساختار (structure)
• ذخیره داده به صورت ساختار همراه با زمان (structure wit time)

انواع ابزار رسم در متلب

مشخصا کامل ترین و بهترین نحوه ذخیره سازی داده ها به صورت ساختار همراه با زمان می باشد که بخصوص در محیط سیمولینک کاربرد دارد. با این ویژگی می توان داده ها را بصورت متناظر با زمان شبیه سازی ذخیره کرد. حال آنکه در نوع ساختار تنها و یا آرایه داده مورد نظر به صورت مستقل از زمان و پیوسته ذخیره می شود. نوع ذخیره سازی به صورت آرایه و یا ساختار بدون زمان در حالت هایی که شبیه سازی بصورت گسسته انجام می شود می تواند بکار گرفته شود.

به منظور ذخیره سازی یک داده دو روند پیش بینی می شود :

در حالت اول فرض بر کدنویسی در محیط mfile می باشد. در این حالت بایستی یک بردار بصورت آرایه ای تعریف شود که نام آن معرف داده ذخیره سازی شده مورد نظر باشد. به طور عموم از حلقه نویسی در محیط کدنویسی به منظور حرکت در طول زمان و یا انجام تکرار برنامه های مشخص استفاده می شود. در این حالت تعریف بردار در خارج از برنامه بصورت زیر ضرورت دارد.

;[]=x

با این دستور بردار x با طول تهی تشکیل می شود. حال در داخل حلقه برنامه می توان به بردار دسترسی پیدا کرد. به این صورت که با فرض i به عنوان اندیس حلقه خواهیم داشت :

;4=(x(i

با این دستور می توان مقدار بردار در تکرار i اُم را مقدار گذاری کرد. با ادامه این روند و البته براساس روش برنامه در انتها بردار x را در اختیار خواهیم داشت. گفتنی است این شرایط در صورتی خواهد بود که با یک فایل script روبرو باشیم. در صورت استفاده از تابع (function) نیاز به تعریف بردار مورد نظر در خروجی تابع داریم.

در حالت دوم فرض بر کار در محیط سیمولینک می باشد. ذخیره سازی داده ها در محیط سیمولینک بسیار ساده تر می باشد. در اینجا کافیست از یک Scope و یا بلوک پیش فرض ذخیره سازی داده در محیط وُرک اسپیس استفاده کرد. در این حالت با تعیین نوع ذخیره سازی داده در انتهای شبیه سازی داده مورد نظر را خواهیم داشت.

ذخیره سازی داده در متلب با استفاده از Scope

در ذخیره سازی با استفاده از Scope همواره تیک مربوط به محدوسازی تعداد داده های ذخیره شده را بردارید. (پیش فرض بر روی 5000)

گفتنی است که متلب فضای محدودی برای ذخیره سازی داده ها در اختیار کاربر قرار می دهد و به همین دلیل بهینه این می باشد که داده های مهم را در اولویت قرار داده و از ذخیره سازی هر داده ای در محیط سیمولینک اجتناب نمود.

گام دوم در رسم گراف های مورد نظر استفاده از ابزار رسم در متلب (plot tools) به این منظور می باشد. انواع دستورها به منظور رسم داده ها در متلب نوشته شده است. برخی از این دستورها به صورت زیر می باشند :

1. دستور plot : ساده ترین و در عین حال کاربردی ترین دستور به منظور رسم داده ها در متلب می باشد. این دستور برای رسم داده های آرایه ای و یا داده های دو بعدی کاربرد دارد.
2. دستور plot3 : این دستور به منظور رسم داده های سه بعدی کاربرد دارد.
3. دستور ezplot : این دستور برای رسم داده های تولید شده توسط ابزار سیمبولیک کاربرد دارد.
4. دستور bar : برای رسم نمودارهای میله ای به کار گرفته می شود.
5. دستور hist : این دستور برای رسم نمودارهای هیستوگرام بکار می رود.

البته ابزار رسم در متلب به این دستورات محدود نمی گردد و سایر توابع به منظور رسم ویژگی های مختلف از داده ها استفاده می شوند که به این منظور می توان به help متلب مراجعه کرد. از این گذشته در ابزار رسم در متلب، توابعی به منظور ارائه گراف های مرتبط با کنترل قرار داده شده است که از این جمله می توان به :

1. دستور bode : به منظور رسم نمودار بودی توابع تبدیل استفاده می شود.
2. دستور nyquist : به منظور رسم نمودار نایکوئیست توابع تبدیل و پلنت ها استفاده می شود.
3. دستور nichols : به منظور رسم نمودار نیکولز توابع تبدیل و سیستم های حلقه بسته استفاده می شود.
4. دستور rlocus : به منظور رسم مکان هندسی در متلب برای سیستم های حلقه بسته کاربرد دارد.

گام سوم و نهایی در رسم گراف در متلب استفاده از سایر ابزار رسم در متلب به منظور لیبل گذاری، نام گذاری، مشخص سازی گراف های مختلف در یک نمودار، تغییرات مربوط به رنگ و سایز و … می باشد. این مرحله یکی از لازم ترین و مفیدترین بخش های رسم می باشد که بایستی با دقت انجام شود. دستوراتی که در این زمینه در متلب داریم عبارتند از :

1. دستور xlabel : این دستور برای نام گذاری محور x بکار می رود. (دستورات مشابه نظیر ylabel و zlabel)
2. دستور title : برای نام گذاری گراف بکار می رود.
3. دستور grid : برای گرید کردن گراف بکار می رود.
4. دستور hold برای رسم گراف جدید در نمودار قبلی بکار می رود. (رسم همزمان دو یا چند گراف در یک نمودار)
5. دستور legend : برای نامگذاری گراف های مختلف در یک نمودار بکار می رود.

در انتهای کار نیاز است تا گراف مورد نظر را ذخیره کنیم. گراف نهایی بدست آمده از متلب را می توان به فرمت های مختلف ذخیره سازی کرد. فرمت پیشنهادی متلب به شما با fig مشخص می شود. ذخیره گراف با این فرمت باعث می شود تا بعدها بتوانید گراف را باز کرده و عملیات ویرایشی در محیط متلب را بر روی آن انجام دهید و یا به فرمت های دیگر ذخیره کنید. پیشنهاد می شود تا ابتدا تمامی شکل های بدست آمده را به این فرمت ذخیره کنید. فرمت های دیگر نظیر jpg و emf و … نیز به منظور ذخیره سازی شکل ها در متلب امکان پذیر می باشد که از این بین بهترین کیفیت ذخیره سازی را می توان به .emf داد. این فرمت را می توان با نرم افزارهایی همچون paint مورد استفاده قرار داد و علاوه بر این امکان استفاده از شکل بدست آمده در محیط word نیز برای آن امکان پذیر می باشد.

گراف نهایی بدست آمده ذخیره شده بصورت emf

منبع : برق تِک