آموزش رسم نمودار در متلب

رهیافتی بر رسم نمودار در متلب

یکی از خروجی های ملموس هر فرایند ریاضی، و یکی از موثر ترین روش های نمایش نتیجه ی یک مدلسازی یا شبیه سازی، نمودارها هستند. پس توجه به رسم نمودار در متلب ، برای هر کاربر این نرم افزار که به سیگنال و سیستم علاقه مند است ضروری است. رسم نمودار در نرم افزار متلب  عموما به دو دسته ی دو بعدی و سه بعدی تقسیم می شود. بدیهی است سیگنالها و ماتریس های دارای بیش از سه بعد، به لحاظ ریاضی وجود دارند اما از نظر هندسی قابل رسم نیستند. پس همراه مهارت مهندسی باشید.

در این آموزش نرم افزار متلب جهت رسم نمودار در متلب ، استفاده از تابع plot لازم است. نظم استفاده از این تابع در شکل زیر ارائه شده است. در رسم نمودار زیر ابتدا محور افقی طرح ریزی شده است که از صفر تا 2pi رادیان به صورت گام های یک صدم رادیان دیفرانسیل بندی شده است. سپس تابع مثلثاتی سینوس به این محور افقی به عنوان ورودی اعمال شده و مقدار تابع خروجی محاسبه شده و نهایتا تابع پلات، زوج مرتب های (x,y) را به ترتیب دیفرانسیلی رسم نموده که با توجه به گام های کوچک محور x، نمودار کاملا یکنواخت و به هم پیوسته به نظر می رسد. در شکل زیر رسم نمودار y=sin(x) نمایش داده شده است.

در یک نمودار می توان بیش از یک سیگنال را رسم نمود و محدودیتی وجود ندارد. مثلا در شکل زیر، پس از تعریف محور x و توابع مثلثاتی سینوس و کسینوس، دو نمودار همزمان در یک شکل نمایش داده شده اند. متلب به صورت پیش فرض رنگ نمودارها را تغییر می دهد تا مشاهده پذیری بهتری داشته باشند.

رسم همزمان دو نمودار در یک شکل در متلب

چنانچه نمودارهای متعددی در یک شکل لازم باشد، به غیر از رنگ بندی راهکار دیگری هم در متلب دیده شده که همانا استفاده از شکل خط نمودار است. انواع شکل خط ها مانند نقطه چین، نقطه خط، ستاره، دایره و … برای ایجاد تمایز در شکل نمودار ها در نظر گرفته شده است. مثلا در نمودار زیر، سه سیگنال سینوسی با اندکی اختلاف فاز، با شکل خط های متمایز ارائه شده است.

بیشترین تمایز در نمودارهای متعدد یک شکل، با استفاده ی ترکیبی از رنگ و شکل خط به دست می آید. بدین صورت که کاربر نمودارهای متعدد را با انتخاب ورودی مناسب تابع پلات، با اشکال خط و رنگ های متفاوت ترسیم می نماید. در شکل زیر سه نمودار همزمان در یک شکل با رنگ ها و شکل خط های متفاوت نمایش داده شده است.

رسم دایره در متلب

با تعریف توابع ریاضی متفاوت، قابلیت ترسیم خروجی های مختلف ریاضی با استفاده از تابع پلات میسر خواهد بود. به عنوان مثال در شکل زیر دایره ای با مرکز (3و4) و به شعاع 2 رسم شده است.

کدبندی و علایم مربوط به رنگ بندی و شکل خط در متلب

متلب برای رنگ بندی و تنظیم شکل خط، از علایم استفاده می کند. در جدول زیر علایم لازم برای تنظیم رنگ بندی و شکل خط نمودار اشاره شده است. مثلا  o به شکل خط دایره ای و Y به رنگ بندی زرد اشاره دارد.

انواع رسم نمودار در متلب

کاربر متلب باید با انواع و اقسام نمودارهایی که قابلیت نصب آن وجود دارد، آشنا باشد. هر نمودار برای نمایش نوع خاصی از سیگنال یا خروجی سیستم یا نتیجه ی یک مدلسازی یا شبیه سازی بهینه است. تمام تنوع نمودارهای ممکن در متلب اعم از دو بعدی یا سه بعدی در شکل زیر اراده شده است. این نمودارها به جز بعد آنها در دسته های دیگری طبقه بندی شده اند که به تشریح هر یک پرداخته می شود. دسته ی نخست، نمودارهای خطی هستند که از پلات بدون فاصله و به هم پیوسته و با گام های دیفرانسیلی کوچک تشکیل می شود. نمودار خطی دوبعدی، خطی سه بعدی، پله ای و بار خطا از این دسته هستند.

همچنین نمودارهای بیان کننده ی سطح زیر نمودار و انواع نمودارهای با مقیاس لگاریتمی – که در dB یا دسیبل کاربری دارند – از جمله ی نمودار های خطی هستند. دسته ی دیگر نمودارهای اسکتر یا حبابی هستند. اسکتر عبارت است از نمایش تک نقطه ها با فاصله از هم به گونه ای که اصراری بر به هم پیوستگی آنها وجود ندارد بلکه تجمع نسبی آنها مد نظر است. همین کاربری برای نمودار های حبابی وجود دارد که در انواع 2 – 3 بعدی وجود دارند. نمودارهای گله ای یا swarm همچنین حشره ای یا spy نیز از این دسته اند.

رسم نمودار میله ای، ابری، هیستوگرام و پای چارت در متلب

دسته ی دیگر مربوط به توزیع داده هستند که انواعی نظیر هیستوگرام،نمودار پای، ابری و … تقسیم می شوند. نمایش جدول حرارت نیز از این دسته است.

دسته ی دیگر نمودار های میله ای یا بار هستند. چندین روش برای رسم نمودار های جغرافیایی نیز در متلب دیده شده است. دسته ی دیگر نمودار ها، نمودار های قطبی شامل ترسیم خطی یا حبابی یا قطب نمایی می باشند. کانتورها و مش ها و رویه ها نیز انواع مختلفی از نمودار های سه بعدی با قابلیت نمایش سطح و رویه ی سیگنال می باشند. نمودارهای نمایش برداری بهترین ابزار برای نمایش میدان ها بوده و نمودارهای انیمیشن و پویا نیز وجود دارند. نمایش تصویر (یک ماتریس دو بعدی) نوع خاصی از رسم نمودار محسوب می شود. رسم نمودار در متلب ، با روش یادگیری به روش حل مساله و با تکیه به راهنمای متلب، ساده و سهل خواهد بود.