コマンドラインからの応答プロットのカスタマイズ

コマンドラインからのプロットのカスタマイズの概要

コマンドラインからのプロットをカスタマイズするケース

コマンドラインからどの応答プロットでもカスタマイズできます。多数のプロットを変更する場合に、コマンドラインを使用すると便利です。たとえば、多数のプロットを生成するバッチジョブがある場合にすべてのプロットの x 軸の単位を変更するには、コードを数行入力するだけで済みます。

コマンドラインからのプロットのカスタマイズ方法

Control System Toolbox™ アプリケーションプログラムインターフェイス (API) を使用して、コマンドラインから応答プロットのオプションをカスタマイズします。

メモ

この節では、MATLAB^® グラフィックスオブジェクトの基本的な知識があることを前提にしています。詳細については、グラフィックスオブジェクトを参照してください。

コマンドラインからプロットをカスタマイズするには、次の手順に従います。

API のプロット用構文を使用して、プロットハンドル (プロットの識別子) を取得します。
以下に例を示します。
```
h = stepplot(sys)
```
これで、ステップ応答プロットに対するプロットハンドル h が出力されます。
プロットハンドルの取得の詳細は、プロットハンドルの取得を参照してください。
プロットオプションハンドル (設定可能なすべてのプロットオプションの識別子) を取得します。特定のプロットに対するプロットオプションハンドルを取得するには、次のように入力します。
```
p = getoptions(h);
```
p は、プロットハンドル h に対するプロットオプションハンドルです。
プロットオプションハンドルの取得の詳細は、プロットオプションハンドルの取得を参照してください。
関数 setoptions、およびプロットハンドル、プロットオプションハンドルを使用して、プロットのオプションにアクセスして変更します。

メモ

関数 setoptions で、プロットオプションハンドルの代わりにプロパティと値のペアを指定しても、プロットをカスタマイズできます。プロパティと値のペアは、プロシージャを 1 行のコードに短縮します。

コマンドラインからボード線図の単位を変更

ライブスクリプトを開く

この例では、ボード線図の単位を rad/s から Hz に変更する方法を説明します。

システムを作成し、システムの応答のボード線図を生成します。プロットは既定の単位、rad/s を使用します。

sys = tf(4,[1 0.5 4]);
h = bodeplot(sys);

bodeplot コマンドは、プロットのプロパティの変更に使用できるプロットハンドルを返します。

単位を Hz に変更します。

p = getoptions(h);
p.FreqUnits = 'Hz';
setoptions(h,p)

x 軸ラベルは、単位の変更を反映するように更新されます。

コマンドラインからプロットをカスタマイズするその他の例については、コマンドラインからプロットをカスタマイズする例を参照してください。

プロットハンドルの取得

プログラミングで応答プロットを操作するには、プロットハンドルが必要です。このハンドルは、応答プロットオブジェクトに対する識別子です。Control System Toolbox のプロットのコマンド bode、rlocus などは、すべてプロットハンドルを内部で使用するため、API には応答プロットのハンドルを明示的に返す一連のコマンドがあります。これらの関数の名前はすべて "plot" で終わるため、わかりやすくなっています。次の表は、関数の一覧です。

プロットハンドルを出力する関数

関数	プロット
`bodeplot`	ボードの振幅と位相
`hsvplot`	ハンケル特異値
`impulseplot`	インパルス応答
`initialplot`	初期条件
`iopzplot`	入力/出力の組み合わせに対する極/零点配置図
`lsimplot`	任意の入力に対する時間応答
`nicholsplot`	ニコルス線図
`nyquistplot`	ナイキスト
`pzplot`	極/零点
`rlocusplot`	根軌跡
`sigmaplot`	周波数応答の特異値
`stepplot`	ステップ応答

各応答プロットに対するプロットハンドルを取得するには、表の関数を使用してください。以下に例を示します。

h = bodeplot(sys)

これで、プロットハンドル h が出力されます (ボード線図も描きます)。このハンドルを取得すると、プロットオブジェクト、この場合は、ボード線図のハンドルのメソッド setoptions と getoptions を使用して、プロットのプロパティを変更できます。

プロットオプションハンドルの取得

プロットオプションハンドルの概要

プロットハンドルを取得した後、特定の応答プロットに対して設定可能なすべてのプロットプロパティを識別するには、プロットオプションハンドルが必要です。プロットオプションハンドルを作成するには、2 つの方法があります。

ハンドルの取得 - 関数 getoptions を使用してハンドルを取得します。
ハンドルの作成 - <responseplot>options を使用してハンドルをインスタンス化します。詳細なリストは、プロットオプションハンドルを作成するための関数を参照してください。

ハンドルの取得

関数 getoptions では、プロットハンドルからプロットオプションハンドルを取得します。

p=getoptions(h) % Returns plot options handle p for plot handle h.

関数 getoptions は、プロパティの名前を入力引数として指定する場合に、そのプロパティ名に関連するプロパティ値が出力されます。

property_value=getoptions(h,PropertyName) % Returns a property 
                                          % value.

ハンドルの作成

次の形式の関数を使用すると、既定のプロットオプションハンドルを作成できます。

<responseplot>options

以下に例を示します。

p=bodeoptions;

これで、ボード線図に対するハンドルをインスタンス化できます。既定値のリストは、プロパティと値のリファレンスを参照してください。

この既定値を Control System Toolbox の既定値に設定する場合は、関数に cstprefs を渡します。以下に例を示します。

p = bodeoptions('cstprefs');

これで、ボード線図のプロパティと値のペアを Control System Toolbox の既定値に設定できます。

次の表は、プロットオプションハンドルを作成するための関数のリストです。

プロットオプションハンドルを作成するための関数

関数	作成されるプロットオプションハンドルのタイプ
`bodeoptions`	ボードの位相と振幅
`hsvoptions`	ハンケル特異値
`nicholsoptions`	ニコルス線図
`nyquistoptions`	ナイキスト線図
`pzoptions`	極/零点プロット
`sigmaoptions`	シグマ (特異値) プロット
`timeoptions`	時間応答 (インパルス、ステップなど)

変更可能なプロパティ

ユーザーが変更できる使用可能なプロパティと値の組み合わせを調べるには、次の形式を使用します。

help <responseplot>options

以下に例を示します。

help bodeoptions

これらのどのパラメーターも関数 setoptions を使用して変更できます。次のトピックでは、さまざまな応答プロットを変更する例を示します。

応答プロットに対するプロパティと値のペアの詳細なリストは、プロパティと値のリファレンスを参照してください。

コマンドラインからプロットをカスタマイズする例

プロットオプションハンドルの操作

プロットオプションハンドルを操作する基本的な方法は、2 とおりあります。

ドット表記 - ハンドルを MATLAB 構造体のように取り扱います。
プロパティと値のペア - 関数 setoptions の入力引数として、プロパティと値のペアを明示的に指定します。

一部の例では、ドット表記の方法と、プロパティと値のペアを使用する方法の両方を示します。たとえば、システムに対しては次のように入力します。

sys = tf(1,[1 1]);

プロットの単位の変更

次のように、ボード線図の周波数単位を rad/s からヘルツに変更します。これを行うには、プロットハンドルからオプション p を抽出し、オプションを編集して、それらをプロットに割り当て直します。

h = bodeplot(sys);
p = getoptions(h); 
p.FreqUnits = 'Hz'; 
setoptions(h,p)

あるいは、p を抽出せずに、h のオプションを直接設定します。

setoptions(h,'FreqUnits','Hz')

既存のプロットオプションハンドルを使用してプロットを作成

次のように、2 番目のプロットをカスタマイズするには、既存のプロットオプションハンドルを使用できます。

h1 = bodeplot(sys);
p1 = getoptions(h1);
h2 = bodeplot(sys,p1);

または、次を使用します。

h1 = bodeplot(sys);
h2 = bodeplot(sys2);
setoptions(h2,getoptions(h1))

既定のプロットオプションハンドルの作成

次のコードを使用して、プロットオプションハンドルをインスタンス化します。

p = bodeoptions;

周波数の単位を変更し、この変更を sys に適用します。

p.FreqUnits ='Hz';
h = bodeplot(sys,p);

構造体と同様にドット表記を使用

プロパティに値を割り当て、複数のプロットプロパティを一括変更するには、常にドット表記を使用できます。

h1 = bodeplot(sys);
p1 = getoptions(h1);
p1.FreqUnits = 'Hz';
p1.Title.String  =  'My Title';
setoptions(h1,p1)

関数 setoptions にプロパティの組み合わせを設定

ドット表記を使用する代わりに、関数 setoptions を使用して、周波数の単位をプロパティと値のペアとして指定します。

h1 = bodeplot(sys)
setoptions(h1,'FreqUnits','Hz')

単位が rad/s からヘルツに変更されたことを確認します。

getoptions(h1,'FreqUnits') % Returns frequency units for h1.

ans =

Hz

プロパティと値のリファレンス

すべての応答プロットに共通するプロパティと値のペア

次の表は、すべての応答プロットに共通するプロパティと値のペアのリストです。

タイトル

プロパティ	既定値	説明
`Title.String`	なし	`'My Response Plot'` などのプロットタイトル。
`Title.FontSize`	8	`Double`
`Title.FontWeight`	標準	`[light \| normal \| demi]`
`Title.FontAngle`	標準	`[normal \| italic \| oblique]`
`Title.Color`	[0 0 0]	`1-by-3 RGB vector`

X 軸ラベル

プロパティ	既定値	説明
`XLabel.String`	なし	`'Input Frequency'` などの X 軸ラベル。
`Xlabel.FontSize`	8	`Double`
`Xlabel.FontWeight`	標準	`[light \| normal \| demi]`
`XLabel.FontAngle`	標準	`[normal \| italic \| oblique]`
`Xlabel.Color`	[0 0 0]	`1-by-3 RGB vector`

Y 軸ラベル

プロパティ	既定値	説明
`YLabel.String`	なし	`'Control Signal Magnitude'` などの Y 軸ラベル。
`Ylabel.FontSize`	8	`Double`
`Ylabel.FontWeight`	標準	`[light \| normal \| demi]`
`YLabel.FontAngle`	標準	`[normal \| italic \| oblique]`
`Ylabel.Color`	[0 0 0]	`1-by-3 RGB vector`

目盛りラベル

プロパティ	既定値	説明
`TickLabel.FontSize`	8	`Double`
`TickLabel.FontWeight`	標準	`[light \| normal \| demi]`
`TickLabel.FontAngle`	標準	`[normal \| italic \| oblique]`
`Ticklabel.Color`	[0 0 0]	`1-by-3 RGB vector`

グリッドと軸の範囲

プロパティ	既定値	説明
`grid`	`off`	`[on \| off]`
`Xlim`	`{[]}`	`XLimMode` プロパティが manual に設定される場合に、x 軸の範囲を指定する 1 x 2 の double の cell 配列。`XLim` プロパティがスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。スカラーでない場合は、cell 配列の長さは、プロットに対する列の数 (システムの入力数) に等しくなければなりません。1 行 2 列の double は、xmax が xmin より大きい値を取る組み合わせ `[xmin, xmax]` でなければなりません。
`XLimMode`	`{'auto'}`	各エントリが `'auto'` または `'manual'` のいずれかである cell 配列です。これらのエントリは、対応する軸の x 軸の範囲モードを指定します。`XLimMode` プロパティが manual に設定される場合は、範囲は `XLim` プロパティで指定する値に設定されます。`XLim` プロパティがスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。スカラーでない場合は、cell 配列の長さは、プロットに対する列の数 (システムの入力数) に等しくなければなりません。
`YLim`	`{[]}`	`YLimMode` プロパティが manual に設定される場合は、y 軸の範囲を指定する 1 x 2 の double の cell 配列。`YLim` プロパティがスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。スカラーでない場合は、cell 配列の長さは、プロットに対する行の数 (システムの出力数) に等しくなければなりません。1 x 2 の double cell 配列は ymax が ymin より大きい値を取る組み合わせ [`ymin, ymax]` でなければなりません。
`YLimMode`	`{'auto'}`	各エントリが `'auto'` または `'manual'` のいずれかである cell 配列です。これらのエントリは、対応する軸の y 軸の範囲モードを指定します。`YLimMode` プロパティが manual に設定される場合は、範囲は `YLim` プロパティで指定する値に設定されます。`YLim` プロパティがスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。スカラーでない場合は、cell 配列の長さは、プロットに対する行の数 (システムの出力数) に等しくなければなりません。

I/O のグループ化

プロパティ	既定値	説明
`IOGrouping`	なし	`[none \| inputs \| outputs \| all]` 応答に対する入力/出力のグループ化を指定します。

プロパティ

既定値

説明

IOGrouping

なし

[none | inputs | outputs | all]

応答に対する入力/出力のグループ化を指定します。

入力のラベル

プロパティ	既定値	説明
`InputLabels.FontSize`	8	`Double`
`InputLabels.FontWeight`	標準	`[light \| normal \| demi]`
`InputLabels.FontAngle`	標準	`[normal \| italic \| oblique]`
`InputLabels.Color`	[0 0 0]	`1-by-3 RGB vector`

出力のラベル

プロパティ	既定値	説明
`OutputLabel.FontSize`	8	`Double`
`OutputLabels.FontWeight`	標準	`[light \| normal \| demi]`
`OutputLabels.FontAngle`	標準	`[normal \| italic \| oblique]`
`OutputLabels.Color`	[0 0 0]	`1-by-3 RGB vector`

出力と入力の表示/非表示

プロパティ	既定値	説明
`InputVisible`	{on}	`[on \| off]` 各入力チャネルの表示/非表示を指定する cell 配列。値がスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。
`OutputVisible`	{on}	`[on \| off]` 各出力チャネルの表示/非表示を指定する cell 配列。値がスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。

プロパティ

既定値

説明

InputVisible

{on}

[on | off]

各入力チャネルの表示/非表示を指定する cell 配列。値がスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。

OutputVisible

{on}

[on | off]

各出力チャネルの表示/非表示を指定する cell 配列。値がスカラーの場合は、スカラー拡張が適用されます。

ボード線図

プロパティ	既定値	説明
`FreqUnits`	`rad/s`	使用可能なオプション `[Hz]` `[rad/s]` `[rpm]` `[kHz]` `[MHz]` `[GHz]` `[ラジアン/ナノ秒]` `[ラジアン/マイクロ秒]` `[ラジアン/ミリ秒]` `[ラジアン/分]` `[ラジアン/時]` `[ラジアン/日]` `[ラジアン/週]` `[ラジアン/月]` `[ラジアン/年]` `[サイクル/ナノ秒]` `[サイクル/マイクロ秒]` `[サイクル/ミリ秒]` `[サイクル/時]` `[サイクル/日]` `[サイクル/週]` `[サイクル/月]` `[サイクル/年]`
`FreqScale`	`log`	`[linear \| log]`
`MagUnits`	`dB`	`[db \| abs]`
`MagScale`	`linear`	`[linear \| log]`
`PhaseUnits`	`deg`	`[rad \| deg]`
`PhaseWrapping`	`off`	`[on \| off]` `PhaseWrapping` を `'on'` に設定すると、`PhaseWrappingBranch` プロパティで指定された値で、プロットによって累積位相がラップされます。
`PhaseWrappingBranch`	–180	`Double` `PhaseWrapping` が `'on'` に設定された場合に、プロットによって累積位相がラップされる位相値。
`MagVisible`	`on`	`[on \| off]`
`PhaseVisible`	`on`	`[on \| off]`
`MagLowerLimMode`	`auto`	`[auto \| manual]` `MagLowerLim` プロパティにより、振幅の下限の指定を有効にできます。
`MagLowerLim`	0	`Double` `MagLowerLimMode` プロパティを `manual` に設定すると、振幅の下限を指定できます。
`PhaseMatching`	`off`	`[on \| off]` 位相応答に対し、位相の影響の調整を有効にできます。
`PhaseMatchingFreq`	0	`Double`
`PhaseMatchingValue`	0	`Double`

ハンケル特異値

プロパティ	既定値	説明
`Yscale`	`linear`	`[linear \| log]`
`AbsTol`	`0`	`Double` 詳細は、`hsvd`と`stabsep`を参照してください。
`RelTol`	`1*e-08`	`Double` 詳細は、`hsvd`と`stabsep`を参照してください。
`Offset`	`1*e-08`	`Double` 詳細は、`hsvd`と`stabsep`を参照してください。

ニコルス線図

プロパティ	既定値	説明
`FreqUnits`	`rad/s`	使用可能なオプション `[Hz]` `[rad/s]` `[rpm]` `[kHz]` `[MHz]` `[GHz]` `[ラジアン/ナノ秒]` `[ラジアン/マイクロ秒]` `[ラジアン/ミリ秒]` `[ラジアン/分]` `[ラジアン/時]` `[ラジアン/日]` `[ラジアン/週]` `[ラジアン/月]` `[ラジアン/年]` `[サイクル/ナノ秒]` `[サイクル/マイクロ秒]` `[サイクル/ミリ秒]` `[サイクル/時]` `[サイクル/日]` `[サイクル/週]` `[サイクル/月]` `[サイクル/年]`
`MagUnits`	`dB`	`[dB \| abs]`
`PhaseUnits`	`deg`	`[rad \| deg]`
`MagLowerLimMode`	`auto`	`[auto \| manual]`
`MagLowerLim`	`0`	double
`PhaseWrapping`	`off`	`[on \| off]` `PhaseWrapping` を `'on'` に設定すると、`PhaseWrappingBranch` プロパティで指定された値で、プロットによって累積位相がラップされます。
`PhaseWrappingBranch`	–180	double `PhaseWrapping` が `'on'` に設定された場合に、プロットによって累積位相がラップされる位相値。
`PhaseMatching`	off	[on \| off]
`PhaseMatchingFreq`	0	double
`PhaseMatchingValue`	0	double

ナイキスト線図

プロパティ	既定値	説明
`FreqUnits`	`rad/s`	使用可能なオプション `[Hz]` `[rad/s]` `[rpm]` `[kHz]` `[MHz]` `[GHz]` `[ラジアン/ナノ秒]` `[ラジアン/マイクロ秒]` `[ラジアン/ミリ秒]` `[ラジアン/分]` `[ラジアン/時]` `[ラジアン/日]` `[ラジアン/週]` `[ラジアン/月]` `[ラジアン/年]` `[サイクル/ナノ秒]` `[サイクル/マイクロ秒]` `[サイクル/ミリ秒]` `[サイクル/時]` `[サイクル/日]` `[サイクル/週]` `[サイクル/月]` `[サイクル/年]`
`MagUnits`	`dB`	`[dB \| abs]`
`PhaseUnits`	`deg`	`[rad \| deg]`
`ShowFullContour`	`on`	`[on \| off]`

極/零点配置図

プロパティ	既定値	説明
`FreqUnits`	`rad/s`	使用可能なオプション `[Hz]` `[rad/s]` `[rpm]` `[kHz]` `[MHz]` `[GHz]` `[ラジアン/ナノ秒]` `[ラジアン/マイクロ秒]` `[ラジアン/ミリ秒]` `[ラジアン/分]` `[ラジアン/時]` `[ラジアン/日]` `[ラジアン/週]` `[ラジアン/月]` `[ラジアン/年]` `[サイクル/ナノ秒]` `[サイクル/マイクロ秒]` `[サイクル/ミリ秒]` `[サイクル/時]` `[サイクル/日]` `[サイクル/週]` `[サイクル/月]` `[サイクル/年]`
`TimeUnits`	`seconds`	使用可能なオプション `[ナノ秒]` `[マイクロ秒]` `[ミリ秒]` `[秒]` `[分]` `[時]` `[日]` `[週]` `[月]` `[年]`

シグマプロット

プロパティ	既定値	説明
`FreqUnits`	`rad/s`	使用可能なオプション `[Hz]` `[rad/s]` `[rpm]` `[kHz]` `[MHz]` `[GHz]` `[ラジアン/ナノ秒]` `[ラジアン/マイクロ秒]` `[ラジアン/ミリ秒]` `[ラジアン/分]` `[ラジアン/時]` `[ラジアン/日]` `[ラジアン/週]` `[ラジアン/月]` `[ラジアン/年]` `[サイクル/ナノ秒]` `[サイクル/マイクロ秒]` `[サイクル/ミリ秒]` `[サイクル/時]` `[サイクル/日]` `[サイクル/週]` `[サイクル/月]` `[サイクル/年]`
`FreqScale`	`log`	`[linear \| log]`
`MagUnits`	`dB`	`[dB \| abs]`
`MagScale`	`linear`	`[linear \| log]`

時間応答プロット

プロパティ	既定値	説明
`Normalize`	`off`	`[on \| off]` プロット内のすべての応答の y スケールを正規化します。
`SettleTimeThreshold`	`0.02`	`Double` 整定時間のしきい値を指定します。 `0.02 = 2%`.
`RiseTimeLimits`	`[0.1, 0.9]`	`1-by-2 double` 立ち上がり時間を定義するために使用する範囲を指定します。`[0.1, 0.9]` は 10% から 90% です。
`TimeUnits`	`seconds`	使用可能なオプション `[ナノ秒]` `[マイクロ秒]` `[ミリ秒]` `[秒]` `[分]` `[時]` `[日]` `[週]` `[月]` `[年]`