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¿Cómo configurar líneas, flechas y texto en este diagrama de bloques en tikz?

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¿Cómo configurar líneas, flechas y texto en este diagrama de bloques en tikz?

Soy bastante nuevo aprendiendo tikz, ¡es genial! Bueno, estoy intentando que funcione el siguiente diagrama de bloques, pero tengo algunos problemas:

imagen que quiero

Y esto es lo que obtuve hasta ahora:

\documentclass[12pt,a4paper]{article}
\usepackage{tikz}

\begin{document}
\begin{figure}
\begin{center}
\begin{tikzpicture}[arr/.style={->,thick}, line/.style={thick},
nonterminal/.style={rectangle, minimum size=12mm, very thick, draw=black!50!black!50, top color=white, bottom color=blue!50!black!20}, >= triangle 90, font = \small
]

\matrix[row sep=20mm,column sep=5mm] {
% First row:
\node (ic)  [nonterminal] {$\begin{array}{cc}Impedance\\control \end{array}$}; &
\node (id)  [nonterminal] {$\begin{array}{cc}Inverse\\dynamics \end{array}$}; &
\node (rme) [nonterminal] {$\begin{array}{cc}Robot \: manipulator\\and \: environment \end{array}$}; & \\
% Second row:
& \node (dk) [nonterminal] {$\begin{array}{cc}Direct\\kinematics \end{array}$}; & \\
};

\draw [->] (ic) -- (id)  node[pos=0.5, above] {$\alpha$};
\draw [->] (id) -- (rme) node[pos=0.5, above] {$\tau$};
\draw [->] (rme.15)   -- ++ (1.8,0)   node[pos=0.3, above, yshift = -2] {$h_{e}$} -| ++ (0,-5) -| (ic.230);
\draw [->] (rme.0)    -- ++ (1.2,0)   node[pos=0.4, above, yshift = -2] {$q$} -| ++ (0,-3.50) --   (dk.-10);
\draw [->] (rme.-15)  -- ++ (0.6,0)   node[pos=0.8, above, yshift = -2] {$\dot{q}$} -| ++ (0,-2.50) -- (dk.10);
\draw [->] (dk.170)   -- ++ (-1,-0) node[pos=0.5, above, yshift = -3] {$p_{e} \, R{e}$}  -| (ic.310);
\draw [->] (dk.190)   -- ++ (-1.4,-0) node[pos=0.7, above, yshift = -3] {$v_{e}$} -|  (ic.270);


\end{tikzpicture}

\end{center}

\end{figure}
\end{document}

Bueno hay un par de cosas que no sé cómo hacer:

1) ¿Cómo hacer líneas dobles en el texto dentro de los cuadros para que encaje mejor?

Resuelto, con matrices para multilíneas. Hay otra manera de hacer esto?

2) ¿Cómo dibujo correctamente las líneas y flechas?

Todavía necesito dibujar las flechas izquierda y derecha para el primer y último bloque...

3) ¿Cómo colocar texto?

Algo resuelto.

Agradezco todas sus respuestas.

Respuesta1

La forma en que siempre hago este tipo de cosas es dibujarlas en papel. Dibuja algunas líneas de ayuda simples para el tamaño y luego comienza a definir las coordenadas que puedes usar para construir la imagen. Haga coordenadas para la ubicación de los nodos, donde se unen los bordes y comience a pensar en cómo conectarse a los nodos (anclajes). El último paso es realizar ajustes en la ubicación de las etiquetas y pequeñas modificaciones. Esto me llevó al siguiente código; espero que aclare el enfoque y le ayude a abordar este tipo de diagrama:

\documentclass[12pt,a4paper]{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}
\begin{document}
\begin{figure}
\begin{center}
\begin{tikzpicture}[>=stealth]
  %coordinates
  \coordinate (orig)   at (0,0);
  \coordinate (LLD)    at (4,0);
  \coordinate (AroneA) at (-1/2,11/2);
  \coordinate (ArtwoA) at (-1/2,5);
  \coordinate (ArthrA) at (-1/2,9/2);
  \coordinate (LLA)    at (1,4);
  \coordinate (LLB)    at (4,4);
  \coordinate (LLC)    at (7,4);
  \coordinate (AroneC) at (25/2,11/2);
  \coordinate (ArtwoC) at (25/2,5);
  \coordinate (ArthrC) at (25/2,9/2);
  \coordinate (conCBD) at (21/2,9/2);
  \coordinate (conCB)  at (21/2,7/2);
  \coordinate (coCBD)  at (11,5);
  \coordinate (coCB)   at (11,3);
  \coordinate (conCBA) at (23/2,11/2);
  \coordinate (conCA)  at (23/2,5/2);

  %nodes
  \node[draw, minimum width=2cm, minimum height=2cm, anchor=south west, text width=2cm, align=center] (A) at (LLA) {Impedance\\control};
  \node[draw, minimum width=2cm, minimum height=2cm, anchor=south west, text width=2cm, align=center] (B) at (LLB) {Inverse\\Dynamics};
  \node[draw, minimum width=3cm, minimum height=2cm, anchor=south west, text width=2cm, align=center] (C) at (LLC) {Manipulator\\and\\environment};
  \node[draw, minimum width=2cm, minimum height=2cm, anchor=south west, text width=2cm, align=center] (D) at (LLD) {Direct\\kinematics};

  %edges
  \draw[->] (AroneA) -- node[above]{$p_d, R_d$} ($(A.180) + (0,1/2)$);
  \draw[->] (ArtwoA) -- node[above]{$v_d$} (A.180);
  \draw[->] (ArthrA) -- node[above]{$v_d$} ($(A.180) + (0,-1/2)$);

  \draw[->] (A.0) -- node[above] {$\alpha$} (B.180);
  \draw[->] (B.0) -- node[above] {$\tau$} (C.180);

  \draw[->] ($(C.0) + (0,1/2)$) -- node[above, pos=0.2]{$h_e$} (AroneC);
  \draw[->] (C.0) -- node[above, pos=0.2]{$q$} (ArtwoC);
  \draw[->] ($(C.0) + (0,-1/2)$) -- node[above, pos=0.2]{$q$} (ArthrC);

  \path[fill] (conCBD) circle[radius=1pt] (conCB) circle[radius=1pt];
  \path[draw,->] (conCBD) -- (conCB) -| ($(B.270) + (1/2,0)$);

  \path[fill] (coCBD) circle[radius=1pt] (coCB) circle[radius=1pt];
  \path[draw,->] (coCBD)  -- (coCB) -| (B.270);

  \path[fill] (conCBA) circle[radius=1pt] (conCA) circle[radius=1pt];
  \path[draw,->] (conCBA) -- (conCA) -| ($(B.270) + (-1/2,0)$);

  \path[draw,->] (conCB) |- ($(D.0) + (0,1/2)$);
  \path[draw,->] (coCB)  |- ($(D.0) + (0,-1/2)$);

  \path[draw,->] (conCA) |- ($(A.270) + (-1/2,0) + (0,-9/2)$) -- ($(A.270) + (-1/2,0)$);

  \path[draw,->] ($(D.180) + (0,1/2)$)  -| node[above,pos=0.2] {$p_e,r_e$} ($(A.270) + (1/2,0)$);
  \path[draw,->] ($(D.180) + (0,-1/2)$) -| node[above,pos=0.15] {$v_e$} (A.270);

\end{tikzpicture}

\end{center}

\end{figure}
\end{document}

diagrama tikz

Respuesta2

3) Para obtener las etiquetas de texto para las conexiones, puede usar nodela palabra clave opcional pos, por ejemplo:

\draw [->] (ic) -- (id) node[pos=0.5, above] {$\alpha$};

Consulte las Secciones 15.8 y 15.9 del manual de tikz/pgf para obtener más detalles.

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