wykresy 3, Politechnika Lubelska, Studia, sem III, pen, METODY NUMERYCZNE
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Laboratorium Metod Numerycznych
Ćwiczenie nr 3
SCILAB
Wykresy
1. Wstęp
SCILAB
umożliwia prezentację wyników obliczeń w postacie wykresów 2D i 3D. Do
kreślenia wykresów płaskich służy rodzina poleceń
plot2d
(
plot2d1
,
plot2d2
,
plot2d3
i
plot2d4
),
wykresy trójwymiarowe generowane są przez polecenie
plot3d
. Do zarządzania formą graficzną
okna z wykresami służy polecenie
xset
. Opisy wykresu i osi realizuje polecenie
xtitle
, a legendę
polecenie
legend
. Ostatnim poleceniem używanym przy realizacji wykresów jest
subplot
, dzielące
okno graficzne na części umożliwiając wyświetlenie kilku wykresów.
2. Wykresy 2D
Podstawowe polecenie kreślenia wykresu 2D ma postać:
plot2d(a);
Wykreślany jest wykres liniowy utworzony na podstawie danego wektora
a
, którego
wartości stanowią współrzędną
y
tworzonego wykresu. Za współrzędne
x
przyjmowane są wartości
odpowiadające kolejnym współrzędnym wartości wektora
a
. Jeżeli konieczne jest także określenie
wartości na osi Ox stosuje się polecenie w postaci:
plot2d(a,b);
Dodatkowo można zdefiniować parametry wykreślanego wykresu, takie jak:
●
kolor wykresu – definiuje się kolor kreślonej krzywej, wartości zestawiono w tabeli.
np.:
plot2d(t,sin(t),3);
wartość 1 (domyślny) 2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
kolor
Czarny
Niebieski Zielony Niebieski_2 Czerwony Różowy Czerwony_2 Biały Granatowy Granatowy_2 Granatowy_3
●
styl punktowania – zamiast krzywej wyświetlane są punkty o wybranym kształcie, parametr
przyjmuje wartości od -1 do -10
np.:
plot2d(t,sin(t),-3);
●
skale na osi można zdefiniować jako normalną (równomierną) –
n
, lub logarytmiczną –
l
. Po
słowie kluczowym
logflag
wpisuje się kombinację dwóch parametrów
n
i
l
.
np.:
plot2d(t,sin(t),logflag=”nn”); // Obie osie normalne
plot2d(t,sin(t),logflag=”ln”); // Oś x logarytmiczna
●
parametr
frameflag
decyduje o zakresie wyświetlania osi współrzędnych, przyjmuje
wartości od 0 do 8. Wartość domyślna 8.
●
parametr
axesflag
ustawia sposób wyświetlania osi i ramki, przyjmuje wartości od 0 do 5.
wartość 0
1
2
3
4
5
opis
Nic nie rysuje
Rysuje osie,
y po lewej
Ramka dookoła Rysuje osie,
y po prawej
Osie przecinają
się pośrodku
Osie przecinają się w
punkcie (0,0)
●
opis poszczególnych przebiegów można na wykresie umieścić za pomocą polecenia
leg
,
opis pojawia się na dole pod wykresem.
np.;
plot2d(t,sin(t),leg=”sin(t)”);
plot2d(t,[cos(t) sin(t)],leg=”sin(t)@cos(t)”);
●
parametr
nax
umożliwia zdefiniowanie podziałów i podpodziałów osi,
nax=[nx,Nx,ny,Ny]
,
gdzie
N
podział główny, a
n
podpodział.
np.:
plot2d(t,sin(t),nax=[10,5,10,5]);
Istnieją cztery dodatkowe polecenia z rodziny plot2d:
•
plot2d1
– wykresy logarytmiczne
•
plot2d2
– wykres schodkowy
•
plot2d3
– wykres impulsowy
•
plot2d4
– wykres wektorowy
Przykłady przebiegów uzyskanych za
pomocą powyższych poleceń pokazano na rysunku.
Składnia poleceń jest niemal identyczna z
plot2d.
3. Wykresy 3D
Wykresy 3D są kreślone za pomocą
polecenia
plot3d(x,y,z)
, gdzie
x
i
y
są wektorami definiującymi współrzędne punktów wykresu na
osiach
Ox
i
Oy
, a
z
jest macierzą wartości przyjmowanych na osi
Oz
dla poszczególnych punktów
na płaszczyźnie
Oxy
. Powierzchnia generowanego wykresu jest jednokolorowa. Chcąc uzyskać
powierzchnie z koloryzacja zgodną z wartościami kreślonej funkcji, należy użyć polecenia
plot3d1(x,y,z)
.
Parametry opcjonalne:
●
theta
i
alpha
– umożliwia przedefiniowanie zgodnie ze współrzędnymi sferycznymi
orientacje generowanego wykresu.
●
leg
– umożliwia dodanie opisu do osi wykresu.
●
flag
-ustawia parametry kreślonego wykresu i osi, za pomocą trzech parametrów
mode
,
type
i
box.
mode –
definiowany jest kolor tworzonego wykresu, przyjmuje wartości całkowite:
>0 – wykres kolorowy, rysowane są także linie siatki w kolorze zdefiniowanym
przez wartość
mode
.
=0 – rysowane są linie siatki.
<0 – wykres kolorowy, linie siatki nie są rysowane.
type –
ustawia skalowanie wykresu, przyjmuje wartości całkowite od 0 do 6.
box – ustawia sposób wykreślania osi, przyjmuje wartości całkowite od 0 do 5.
●
ebox
– określa zakres wyświetlanego obszaru wykresu, używane tylko wtedy, gdy opcja
type
w parametrze flag jest ustawiana na 1, 3 lub 5.
ebox
ma postać [x
min
, x
max
, y
min
, y
max
, z
min
,
z
max
].
4. Forma graficzna okna z wykresem (
xset
,
xtitle
,
legends
i
subplot
)
subplot
– służy do dzielenia okna graficznego na mniejsze obszary, umożliwia to
umieszczenie w oknie graficznym kilku wykresów obok siebie. Jako parametry ustawia się
m
liczbę kolumn,
n
liczbę wierszy i
l
numer podokna graficznego,
subplot(mnl)
lub
subplot(m,n,l)
.
xset
– służy do ustawienia ogólnych parametrów wykresu:
xset("auto clear","on")
– wartość domyślna
"off"
= przy kreśleniu kolejnego wykresu
dotychczasowa zawartość okna nie jest usuwana.
xset("background",
wartość
)
– ustala kolor tła.
xset("color",
wartość
)
– ustala kolor rysowania.
xset("default")
– przywraca wartości domyślne (pożyteczne, zwłaszcza gdy
„eksperymentowaliśmy” z ustawieniami i nie wiemy jak wrócić do jakichś rozsądnych
wartości).
xset("font",
nazwa
,
wielkość
)
–definiuje czcionkę i jej wielkość.
xset("font size",
wielkość
)
– definiuje wielkość czcionki.
xset("fpf",
łańcuch
)
– skrót od „
floating point format
”, składnia łańcucha jak w C.
xset("mark",
rodzaj
,
wielkość
)
– rodzaj i wielkość znacznika. Rodzaje znaczników można
obejrzeć wydając polecenie
xset()
– pojawia się wówczas okno dialogowe, którego jedną z
pozycji jest „
markid
”, niestety nie widać w nim liczb przypisanych do poszczególnych
znaczników. Aby sprawdzić, jaki jest numer (i wielkość) aktualnego znacznika należy
wydać polecenie
xget("marker")
. „Testy” pokazują, że:
0
– kropka,
1
– plus,
2
– x,
3
– *,
4
– klepsydra wypełniona (
diamond fill
),
5
– klepsydra (
diamond
),
6
– trójkąt (wierzchołkiem
w górę),
7
– trójkąt (wierzchołkiem w dół),
8
– trefl,
9
– kółko.
xset("mark size",
wielkość
)
– wielkość znacznika.
xset("thickness",
wartość
)
– grubość linii w pikselach.
xset("window",
numer okna
)
– czyni okno
numer okna aktualnym
, a jeśli okna o takim
numerze nie ma to je tworzy.
xtitle
– ustawia opis wykresu i osi. Dla wykresu 2D ma postać
xtitle('Opis wykresu','Opis osi
x','Opis osi y')
, a dla wykresu 3D ma postać
xtitle('Opis wykresu','Opis osi x','Opis osi y',
'Opis osi z').
Dodatkowo na końcu można dodać parametr
boxed = 1
w celu umieszczenia
opisów w ramkach.
legends
– umożliwia umieszczenie na aktywnym wykresie legendy. Polecenie ma postać:
legends([teksty],[kolor lub znacznik],[opt])
. Parametr
opt
przyjmuje wartości, jak pokazano
w tabeli poniżej:
opis
Prawy górny róg Lewy górny róg Lewy dolny róg Prawy dolny róg Wybór użytkownika
cyfry
1
2
3
4
5
tekst
ur
ul
ll
lr
?
legends(['sin(t)';'cos(t)';'sin(t)*cos(t)'],[3,5,-2],opt=”?”);
legends(['sin(t)';'cos(t)';'sin(t)*cos(t)'],[3,5,-2],opt=5);
5. Graficzny edytor wykresów GED
Parametry wygenerowanego wykresu można ustawić poprzez graficzny edytor wykresów
GED. Edytor aktywuje się, klikając na ikonę GED. Poprzez edytor można ustawić wszystkie
parametry wykresów bez konieczności stosowania poleceń tekstowych.
6. Zadania
1. Przetestować wszystkie polecenia i opcje przedstawione w instrukcji.
2. Napisać skrypt wykreślający przebiegi sygnałów sinusoidalnego, sinusoidalnego
wyprostowanego jednopołówkowo, sinusoidalnego wyprostowanego dwupołówkowo.
Okno graficzne podzielić na trzy części w poziomie, do każdego dodać opisy wykresów,
osi. Każdy przebieg kreślony innym kolorem oraz dodatkowo umieścić na wykresach
punkty obliczeniowe.
3. Napisać skrypt obliczający prąd i spadki napięcia na elementach w obwodzie RLC
zasilanym prądem przemiennym oraz rysujący wykres wektorowy obwodu. Dane E, f,
L, R i C. Zamieścić opis wykresu wraz z legendą, wykres bez osi.
4. Napisać skrypt wykreślający charakterystykę zmienności współczynnika tłumienia,
współczynnika fazowego oraz modułu impedancji charakterystycznej filtru typu P
symetrycznego o zadanych parametrach w funkcji częstotliwości. Skrypt umożliwia
wybór konfiguracji poszczególnych gałęzi (połączenie szeregowe lub równoległe), oś
częstotliwości będzie w skali logarytmicznej, wykres opisany z legendą. Dla czwórnika
C
przy C≠0,
e
g
=
a
a
jb
=
e
a
∗
e
jb
=
A
B C
,
A
=1
Z Y
1
,
B
=
Z
i
C
=
Y
1
Y
2
Y
1
Y
2
Z
. Dodatkowo na wykresie wyświetlana jest informacja
o częstotliwościach granicznych (dla chętnych).
symetrycznego
Z
C
=
[ Pobierz całość w formacie PDF ]