【MATLAB】根据已有数据绘制Bode图、时域曲线等（进阶版）

前期教程

  建议查看上面的专栏。

前言

  最近上了一个自控相关的实验，因为打印需要，报告里面的图片不能用实验过程中保存的图片（黑色背景，而且样式复古），因此想到使用MATLAB来实现，因此研究了一下进阶版的MATLAB绘图，收获颇多，记录一下。

读取数据

  既然要根据已有数据绘图，那么如何有效读取数据就成为非常重要的一步。我这个实验保存的数据是txt格式，于是找到这个链接，记录的方法比较全面，具体使用方法建议去啃help文档。
  本实验记录的数据格式是类似于表格的形式，但是上面还有题头，如下图所示。

  一个行之有效的方法是在MATLAB中选择导入数据，然后选择对应的txt文件，然后有选择性地只导入数据部分，但是这样有一个很大的缺点，那就是非常慢！！！ 毕竟，我这实验有近50个数据文件呢。。。
  因此，使用代码实现势在必行！由于文件中中英文混杂，还有题头等数据的干扰，只有部分数据是表格形式的有效数据，于是采用的是textscan函数，这里介绍两种方式。

方法一：按行读取

  这种方法适用于上面第二张图，数据是根据时间顺序按行写入的，因此可以按照读取文件的方式来读取。

fID = fopen(filename, 'r');   %以读取的方式打开文件，返回文件ID
data_cell = textscan(fID,'%s','CommentStyle','\n');  %以忽略回车的方式读取文本文件中的数据，cell格式
fclose(fID);  %及时关闭文件，以免产生后患
1
2
3

这种方式巧妙之处在于，这个函数恰好可以将同一行的数据分开，最后得到的就是一个一个数据，只是需要将“3.478伏”变成数据3.478即可。具体实现是采用sscanf函数：

value(i) = sscanf(A{i}, "%f%*s"); %A为cell数组，读取到的浮点数返回到value中
1

其中用%*s表示读取一个字符串但忽略，不输出，这种操作非常好用。

方法二：按列读取

  除了根据时间顺序按行写入的数据文件，还有按列写入的数据（tmd。。。），不能直接套用上面的方法，而是需要先整体读入数据，得到一个矩阵（二维数组），然后将其按列组合成一个向量。因此textscan得换一种应用方式：

fID = fopen(filename, 'r'); %需要注意，这个数据是按列写入的，所以要进行后续处理
data_cell = textscan(fID,'%s','Delimiter','\n'); %按换行符划分，先分行
fclose(fID);
d = data_cell{1};
1
2
3
4

得到数据之后去掉题头部分，剩下的部分仍然使用sscanf函数进行数据提取：

value(i) = sscanf(D{i}, '%*s%*s%d');
1

这里还需要注意，不要认为只有一个字符就可以使用%*c，建议优先考虑%*s，因为读取字符是可以读取空格的！！！

设置figure属性

  一般来说，我们使用MATLAB绘图，就是直接复制图窗，顶多是点开属性栏简单设置一下属性，但是如果图片较多的话，逐个设置就会很麻烦，使用代码来设置才是最佳选项。
  在MATLAB中，每次绘制的曲线图像实际上就是一个对象，它具有非常多的属性，于是可以通过代码来修改这个对象的属性。这里用到的对象主要有两个：

• gcf：Figure对象，主要用于设置那个figure窗口的属性。
• gca：axes对象，主要用于设置坐标轴相关的属性。

  下面简单介绍常用的两种设置。

自定义横纵坐标刻度

  有时候画图时，我们想要看到一些特定值对应曲线函数值是多少，但是由于默认的自动坐标没有显示该值，那么就可以通过设定刻度来实现特定函数值的观察。方法如下。

x=1:10;
set(gca, 'xtick', x);
1
2

或者对于R2014b之后的版本，可以这样：

ax = gca;
ax.XTick = 1:10;
1
2

即以直接赋值的方式设置相关的参数。

使横坐标按对数刻度显示，即Bode图的形式

  一般我们绘制系统的Bode图，都是直接使用bode命令，即必须先要有一个系统。但实际上如果有现成的数据，也可以快速绘制Bode图，方法就是按照正常的函数绘图，使用plot函数，然后再将横坐标调整为对数显示。方法如下。

set(gca,'xscale', 'log')
1

或者新版本可以用直接赋值的方式进行参数修改。

去掉复制的图片的空白边距

  相信很多人都会有这样的体验：使用MATLAB绘图后直接选择复制图窗，然后粘在word里面，但是发现图片周围有一圈白边，还需要再次裁剪一下。如果是一两张图片倒是影响不大，但如果是多张图片，那再一张一张裁剪就吃不消了，所以最好的办法是使用代码使得复制的图片就没有空白边距。
  其实这个边距的宽度也是图像属性中的一部分，打开属性栏，搜索position，就可以找到对应的属性。

可以看到它是由四个数字组成的数组，分别表示x, y, width, height，可以手动调整图片的宽度，然后复制得到的数据，然后粘贴到设置的代码中：

x = [0.0957,0.1105,0.8886,0.8781];
set(gca,'position',x)
1
2

在同一个figure中画不同的图——plotyy

  有时候为了对比两个函数曲线，会将两个函数曲线绘制在同一张图内，比如Bode图的幅频特性曲线和相频特性曲线。

plotyy(x,y1,x,z1);
1

效果如下图所示

补充：WORD转PDF时MATLAB图片失真

• 参考链接

  问题描述：将word转pdf时，发现粘贴的MATLAB的图片出现了失真，具体表现为legend错位，字体变小等。
  解决办法：不要直接使用另存为，而是使用Adobe的打印。