``` clear all RL=[10 20 30 40 50 60 70 ]; RZin50=[16.1404 31.891 46.7941 61.9463 75.9087 89.2969 101.985 ]; IZin50=[1.61404 1.59455 1.5598 1.54616 1.51817 1.48828 1.45692 ]; FRZin50=[16.82 32.20 46.96 61.90 74.59 87.39 99.52 ]; FIZin50=[1.68 1.61 1.57 1.53 1.49 1.46 1.42 ]; figure(1); plot(RL, RZin50, 'diamond', 'LineStyle', '-.', 'Color', [0.2 0.4 0.6], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none'); % 深蓝色 hold on; plot(RL, FRZin50, 'diamond', 'LineStyle', '-.', 'Color', [0.7 0.8 0.9], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none'); % 浅蓝色 hold on; ylim([10,110]); ylabel('输出电压/V'); yyaxis right; plot(RL, IZin50, 'diamond', 'LineStyle', '-.', 'Color', [0.8 0.2 0.2], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none'); % 暗红色 hold on; plot(RL, FIZin50, 'diamond', 'LineStyle', '-.', 'Color', [1 0.4 0.4], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none'); % 亮红色 hold on; ylim([1,5]); ylabel('输出电流/A'); title('M=50uH,Ce=10nF时输出电压和电流曲线'); grid on; legend({'\fontname{宋体}输出电压计算值','\fontname{宋体}输出电压仿真值','\fontname{宋体}输出电流计算值','\fontname{宋体}输出电流仿真值'});```使用雷达图分别画出电压和电流的计算值与仿真的误差
时间: 2025-07-04 13:46:35 浏览: 6
<think>好的,我现在需要帮助用户将现有的MATLAB代码从折线图改为雷达图,分别展示电压和电流的计算值与仿真值的误差。首先,我得仔细理解用户提供的代码和需求。
用户原来的代码使用了plot函数在同一坐标轴上绘制了四条曲线,左右两侧分别表示电压和电流。现在用户希望改用雷达图,并且分别展示电压和电流的计算值与仿真的误差。这里的关键点是将数据转换为雷达图的形式,并且可能需要计算误差,或者直接展示实际值与仿真值的对比。
首先,我需要明确雷达图(也称为蜘蛛图)在MATLAB中通常用polarplot函数实现。但雷达图通常用于展示多个维度的数据,每个变量在轴线上呈放射状分布。然而,用户的数据是不同负载电阻RL下的电压和电流值,每个RL对应一个点,这可能不太适合传统的雷达图,因为雷达图通常要求每个轴线代表一个不同的变量,而不是同一变量的不同取值。不过,用户可能希望将每个RL值作为一个轴线,展示计算值和仿真值在该点的差异。
接下来,我需要检查用户的数据结构。RL是一个7x1的数组,对应的RZin50、FRZin50、IZin50、FIZin50也都是7x1的数组。因此,每个RL值对应四个数据点:输出电压计算值、输出电压仿真值、输出电流计算值、输出电流仿真值。用户希望分别对电压和电流绘制雷达图,比较计算和仿真的结果。
可能的步骤是:
1. 对于电压部分,将RZin50(计算值)和FRZin50(仿真值)在雷达图上展示,每个RL值作为一个轴线,每个轴线上有两个点(计算和仿真)。
2. 同样地,对电流部分,处理IZin50和FIZin50。
3. 需要将数据转换为极坐标下的角度和半径。由于有7个RL值,可能需要将圆周分为7个角度,每个角度对应一个RL值。
4. 使用polarplot函数或者在极坐标系下绘制折线,但需要注意雷达图的每个变量对应一个角度,通常等距分布。
但可能存在数据标准化的问题,因为电压和电流的量纲不同,可能需要分别处理。用户希望分别画出电压和电流的雷达图,所以需要分开两个图。
另外,用户提到的“误差”可能需要计算计算值与仿真值之间的差异,或者直接在雷达图上显示两者的对比。根据用户的要求,应该是后者,即在同一雷达图上比较计算和仿真的结果,而不是显示误差值。
接下来,我需要考虑如何将数据转换为适合雷达图的格式。例如,每个RL值对应一个角度,半径表示对应的电压或电流值。例如,对于电压雷达图,每个RL值作为一个轴线,计算值和仿真值在该轴线上以不同的半径显示。
具体步骤可能包括:
- 创建角度数组theta,将圆周等分为7份,对应7个RL值。theta = linspace(0, 2*pi, 8),然后取前7个点,避免最后一个点与第一个点重复。
- 将每个数据点(RZin50, FRZin50等)对应到各自的角度上。
- 使用polarplot绘制线条,连接各个角度的数据点,形成多边形。
- 可能需要调整半径范围,确保所有数据点都能显示在图中。
- 添加图例、标题、坐标轴标签等。
需要注意的是,雷达图中半径的范围可能需要根据数据调整。例如,电压的范围是10到110,而电流是1到5。但如果是分开的两个雷达图,各自的范围可以独立设置。
现在,针对电压部分,雷达图的代码可能如下:
theta = linspace(0, 2*pi, 8); % 8个点,但只用前7个
theta = theta(1:7);
figure(2);
polarplot(theta, RZin50, 'diamond-', 'Color', [0.2 0.4 0.6], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5);
hold on;
polarplot(theta, FRZin50, 'diamond-.', 'Color', [0.7 0.8 0.9], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5);
title('电压计算值与仿真值对比雷达图');
legend('计算值', '仿真值');
% 可能需要调整半径轴的范围
ax = gca;
ax.ThetaTick = rad2deg(theta);
ax.ThetaTickLabel = RL;
类似地,电流部分:
figure(3);
polarplot(theta, IZin50, 'diamond-', 'Color', [0.8 0.2 0.2], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5);
hold on;
polarplot(theta, FIZin50, 'diamond-.', 'Color', [1 0.4 0.4], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5);
title('电流计算值与仿真值对比雷达图');
legend('计算值', '仿真值');
ax = gca;
ax.ThetaTick = rad2deg(theta);
ax.ThetaTickLabel = RL;
但这样可能存在几个问题:
1. MATLAB的polarplot函数在R2016a以后被推荐使用,但极坐标图的定制可能有限,例如调整半径轴的范围可能比较麻烦。另外,原来的代码中电压和电流的y轴范围不同,可能需要分别设置rlim。
2. 角度标签需要对应RL的值,即将每个角度刻度标签改为RL的数值。例如,将theta的每个位置显示对应的RL值,如10,20,...70。这可以通过设置ThetaTick和ThetaTickLabel属性实现。
3. 雷达图的线条是否闭合?通常雷达图会将最后一个点连接回第一个点,但用户的数据可能不需要这样,因为每个RL是独立的负载值,没有循环关系。因此,可能需要保持线条不闭合,即每个点之间连线,但不连接首尾。这可以通过在数据末尾不重复第一个点来实现。
此外,用户原来的代码中使用了不同的线型和颜色,需要保持一致性。比如,计算值使用实线,仿真值使用点划线,颜色与原图保持一致。
另一个问题是,雷达图的半径轴可能需要调整范围,确保所有数据点都能显示。例如,电压的范围是10到110,所以在电压雷达图中设置rlim([10 110]),而电流的rlim([1 5])。
总结步骤:
1. 创建角度数组theta,对应7个RL值。
2. 分别绘制电压和电流的雷达图,每个图包含计算值和仿真值。
3. 设置角度刻度的标签为RL的值。
4. 调整半径轴的范围,添加标题、图例等。
需要注意的是,在极坐标图中,rlim函数可以设置半径范围,例如rlim([0 110]),但需要确保数据不超过该范围。同时,可能需要调整角度起始位置(默认是0度向右,逆时针方向),但用户可能不需要调整。
现在,可能的MATLAB代码如下:
对于电压雷达图:
theta = linspace(0, 2*pi, 8); % 8个角度,最后一个与第一个重叠,所以取前7个
theta = theta(1:end-1); % 现在有7个角度,对应7个RL值
figure(2);
polarplot(theta, RZin50, 'diamond-', 'Color', [0.2 0.4 0.6], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none');
hold on;
polarplot(theta, FRZin50, 'diamond-.', 'Color', [0.7 0.8 0.9], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none');
ax = gca;
ax.ThetaTick = rad2deg(theta);
ax.ThetaTickLabel = RL;
rlim([10 110]);
title('M=50uH,Ce=10nF时电压计算值与仿真值对比雷达图');
legend('\fontname{宋体}计算值', '\fontname{宋体}仿真值', 'Location', 'southoutside');
grid on;
同样,电流雷达图:
figure(3);
polarplot(theta, IZin50, 'diamond-', 'Color', [0.8 0.2 0.2], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none');
hold on;
polarplot(theta, FIZin50, 'diamond-.', 'Color', [1 0.4 0.4], 'LineWidth', 1.5, 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'none');
ax = gca;
ax.ThetaTick = rad2deg(theta);
ax.ThetaTickLabel = RL;
rlim([1 5]);
title('M=50uH,Ce=10nF时电流计算值与仿真值对比雷达图');
legend('\fontname{宋体}计算值', '\fontname{宋体}仿真值', 'Location', 'southoutside');
grid on;
但需要验证这些代码是否可行。可能的问题包括:
- ThetaTickLabel需要是字符串数组,而RL是数值数组,可能需要转换为字符串。例如,使用cellstr(num2str(RL))或者直接设置:
ax.ThetaTickLabel = arrayfun(@(x) num2str(x), RL, 'UniformOutput', false);
或者更简单的方式:
ax.ThetaTickLabel = {'10', '20', '30', '40', '50', '60', '70'};
另外,原来的极坐标图可能默认显示角度为0到360度,而theta数组可能已经正确分配了7个等分角度。例如,linspace(0, 2*pi, 8)生成0, π/4, π/2,... 2π(即8个点),但取前7个,即0到 2π*(6/7),每个间隔是2π/7弧度,对应大约51.4度。这样,每个角度对应一个RL值,标签设置为RL的数值。
另外,雷达图的半径轴标签可能需要调整,原来的ylabel在极坐标中可能不适用,但用户可能需要显示“输出电压/V”和“输出电流/A”,这可能需要通过text对象或者使用rlabel函数,但MATLAB中可能不支持直接设置rlabel。因此,可能需要手动添加文本标签,或者忽略,因为标题已经说明了内容。
此外,原来的代码中的图例使用了宋体,可能需要确保中文字体可用,否则会出现警告或默认字体。
最后,雷达图可能不如折线图直观,特别是在比较多个数据点时,用户需要确认这种可视化方式是否合适。但根据用户的要求,需要转换为雷达图,因此按照用户的指示进行。</think>以下是分步解释如何使用雷达图分别展示电压和电流计算值与仿真值的误差:
1. **数据准备**(保持原数据不变)
```matlab
RL = [10;20;30;40;50;60;70];
RZin50 = [16.1404;31.891;46.7941;61.9463;75.9087;89.2969;101.985]; % 电压计算值
FRZin50 = [16.82;32.20;46.96;61.90;74.59;87.39;99.52]; % 电压仿真值
IZin50 = [1.61404;1.59455;1.5598;1.54616;1.51817;1.48828;1.45692]; % 电流计算值
FIZin50 = [1.68;1.61;1.57;1.53;1.49;1.46;1.42]; % 电流仿真值
```
2. **创建雷达图坐标系**
```matlab
theta = linspace(0, 2*pi, length(RL)+1); % 生成角度坐标
theta(end) = []; % 删除重复的360度点
```
3. **绘制电压对比雷达图**
```matlab
figure(2);
polarplot(theta, RZin50, 'diamond-', 'Color', [0.2 0.4 0.6], 'MarkerSize', 8);
hold on;
polarplot(theta, FRZin50, 's-.', 'Color', [0.7 0.8 0.9], 'MarkerSize', 8);
ax = gca;
ax.ThetaTick = rad2deg(theta); % 设置角度刻度
ax.ThetaTickLabel = compose('%d', RL); % 显示RL值
rlim([0 110]); % 设置半径范围
title('电压计算值 vs 仿真值 (单位:V)');
legend('计算值','仿真值', 'Location','southoutside');
```
4. **绘制电流对比雷达图**
```matlab
figure(3);
polarplot(theta, IZin50, 'diamond-', 'Color', [0.8 0.2 0.2], 'MarkerSize', 8);
hold on;
polarplot(theta, FIZin50, 's-.', 'Color', [1 0.4 0.4], 'MarkerSize', 8);
ax = gca;
ax.ThetaTick = rad2deg(theta);
ax.ThetaTickLabel = compose('%d', RL);
rlim([1 1.7]); % 根据电流数据调整范围
title('电流计算值 vs 仿真值 (单位:A)');
legend('计算值','仿真值', 'Location','southoutside');
```
5. **关键参数说明**:
- `theta`:将圆周等分为7份,对应7个负载值
- `polarplot`:替代传统`plot`函数实现雷达图
- `rlim`:自适应调整显示范围
- `compose('%d', RL)`:将数值转换为字符串标签
6. **可视化效果优化**:
- 菱形标记计算值,正方形标记仿真值
- 保持原始配色方案(深蓝/浅蓝、暗红/亮红)
- 通过`MarkerSize`参数保证标记可识别性
- 使用`southoutside`图例位置防止遮挡数据
最终生成的雷达图将清晰展示:
- 每个负载点(10Ω-70Ω)对应的计算结果与仿真结果
- 电压/电流值随负载变化的趋势差异
- 数值误差通过标记点间距直观呈现
建议将两图并列显示,便于对比分析计算与仿真的吻合程度。如需量化误差,可添加误差百分比标注线。
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