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TiKz로 블록 다이어그램 그리기

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TiKz로 블록 다이어그램 그리기

TiKz를 사용하여 블록 다이어그램을 그리는 데 도움이 필요합니다.

나는 다음과 비슷한 것을 그리고 싶습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하세요

그러나 나는 지금까지 이보다 더 나아가려고 애쓰고 있습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하세요

아래 코드를 사용하여 :

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}       
\usetikzlibrary{arrows,positioning,patterns,decorations.pathmorphing}

\begin{document}

\tikzstyle{block} = [draw, rectangle, minimum size=5em]
\tikzstyle{joint} = [draw, circle, minimum size=1em]

\begin{tikzpicture}[>=stealth, auto, node distance=2cm]
    % Place nodes
    \node [block] (system) {System};
    \node [coordinate, left=of system] (infork) {};
    \node [coordinate, left=of infork] (input) {};
    \node [coordinate, right=of system] (outfork) {};
    \node [coordinate, right=of outfork] (output) {};
    \node [coordinate, above=of system] (disturbances) {};
    \node [block, below=of system] (model) {Model};
    \node [joint, right=of model] (sum) {};
    \node [coordinate, right=of sum] (error) {};
    % Connect nodes
    \draw [->, decorate, decoration={snake, post length=1mm}] (disturbances) -- node {\(d'\)} (system);
    \draw [->] (input) -- node {\(u'\)} (system);
    \draw [->] (system) -- node {\(t'\)} (output);
    \draw [->] (model) -- node {\(y\)} (sum);
    \draw [->] (sum) -- node {\(\epsilon\)} (error);
    \draw [->] (infork) |- node {\(u\)} (model);
    \draw [->] (outfork) -- node {\(t\)} (sum);
\end{tikzpicture}

\end{document}

즉, 다음 방법을 찾고 싶습니다.

  • Measurement두 블록 사이에 직사각형이라는 직사각형을 배치합니다 . 바람직하게는 이 직사각형은 밝은 회색으로 채워지고 점선으로 경계가 지정됩니다. 참고: 직사각형이 수직선을 덮는 것은 신경 쓰지 않습니다. 나는 이것이 수직 방향을 유지하기를 원합니다.

  • 이 원과 sum수직선이 연결되도록 원을 포크 바로 뒤에 놓습니다.t'

  • 을 u( 를 t) 올바르게 배치하십시오(예: 첫 번째 그림에 있는 것처럼).

  • 화살표가 원과 만나는 곳에 +및 기호 가 있습니다 .-

답변1

여기에 있는 답변 중 어느 것도 원본의 손으로 그린 ​​모습을 포착하지 못합니다. 다음은 Metapost 솔루션을 사용하는 것입니다.MP 스케치손으로 그린 ​​모습을 얻으려면. 나는 또한 Comic Neue와 Euler 글꼴을 사용합니다. 결과는 다음과 같습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하세요

    \usetypescriptfile[euler]
\definetypeface[mainfont][rm][specserif][ComicNeue][default]
\definetypeface[mainfont][mm][math] [pagellaovereuler][default]
\setupbodyfont[mainfont,12pt]

% Set upright style for Euler Math
\appendtoks \rm \to \everymathematics
\setupmathematics
  [lcgreek=normal, ucgreek=normal]

\startMPinclusions
  input rboxes;
  input mp-sketch;
\stopMPinclusions

\defineframed
  [labelframe]
  [
    background=color,
    backgroundcolor=gray,
    frame=off,
  ]

\starttext
\startMPpage[offset=3mm]
  sketchypaths;

  defaultdx := 16bp;
  defaultdy := 16bp;
  circmargin := 5bp;
  sketch_amount := 2bp;

  u := 1cm;
  drawoptions(withpen pencircle scaled 1bp);

  boxit.system("SYSTEM");
  boxit.model ("MODEL");
  circleit.adder("$\cdot$");

  system.c = origin;
  system.s - model.n = (0, 3u);

  z.0 = system.w - (2u, 0);
  z.1 = 0.5[  z.0, system.w ];
  z.2 = (x.1, ypart model.w);
  z.3 = system.e + (u, 0);
  z.4 = system.e + (2u, 0);
  z.5 = (x.4, y.2);

  adder.c = (x.3, ypart model.c);

  drawboxed(system, model, adder);

  z.6 = 0.5[system.s, model.n];
  stripe_path_n
    (withpen pencircle scaled 2 withcolor 0.5white)
    (draw)
    fullsquare xyscaled(x.3 - x.1 + u, 2*LineHeight) 
    shifted z.6 dashed evenly;

  label("\labelframe{Measurement}", z.6);


  % Reduce the amount of randomness for the lines
  sketch_amount := bp;

  drawarrow z.0 -- lft system.w;
  drawarrow z.1 -- z.2 -- lft model.w;
  drawarrow system.e -- z.4 ;
  drawarrow model.e -- lft adder.w ;
  drawarrow z.3 -- top adder.n ;
  drawarrow adder.e -- z.5 ;

  label.urt("$-$", adder.n);
  label.llft("$+$", adder.w);

  label.top("$u'$", z.1);
  label.top("$t'$", z.3);
  label.top("$ε$", 0.5[adder.e, z.5]);

  dx := 12bp;
  label.urt("$t$", adder.n + (0, dx));
  label.urt("$u$", z.2 + (0, dx));

\stopMPpage
\stoptext

답변2

이것이 당신이 찾고 있던 것입니까?

수정 사항:

  1. Measurement노드 사이의 중간에 위치를 지정 System하고 Model다음 구문을 사용하여 노드를 추가했습니다 \node ... at ($(system)!.5!(model)$) {};. 이를 calcTikz 라이브러리에 추가해야 합니다.
  2. \draw [->] (outfork) -| (sum.north) node [very near end] {\(t\)};노드가 합의 북쪽 지점에서 정확히 멈추도록 대각선 경로를 변경했습니다 .
  3. 위 [very near end]의 방법을 사용하면 노드가 화살표 팁에 매우 가깝게 표시됩니다.
  4. 정사각형으로 보이게 만드는 노드를 제거하고 minimal size(약간 보기 흉함) inner sep노드 내부에 일관되게 공간을 추가하여 직사각형 테두리가 노드 텍스트에서 동일하게 멀어지도록 교체했습니다.
  5. 노드 u(왼쪽 경로)의 경우 키를 [anchor=south west]오른쪽 위로 조금 이동하여 경로 옆에 표시되도록 추가했습니다.
  6. -및 기호 에 사용된 레이블입니다 +. 원래는 노드였지만 이렇게 하면 더 보기 좋고 코드도 더 깔끔하고 짧아졌습니다.

그림 1

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}       
\usetikzlibrary{arrows,positioning,patterns,decorations.pathmorphing,calc}

\begin{document}

\tikzstyle{block} = [draw, rectangle, inner sep=6pt]
\tikzstyle{joint} = [draw, circle,minimum size=1em]

\begin{tikzpicture}[>=stealth, auto, node distance=2cm]
    % Place nodes
    \node [block] (system) {System};
    \node [coordinate, left=of system] (infork) {};
    \node [coordinate, left=of infork] (input) {};
    \node [coordinate, right=of system] (outfork) {};
    \node [coordinate, right=of outfork] (output) {};
    \node [coordinate, above=of system] (disturbances) {};
    \node [block, below=of system] (model) {Model};
    \node [joint, right=of model, anchor=center,label={[shift={(2mm,-1mm)}]-},label={[shift={(-3mm,-5.5mm)}]\tiny +}] (sum) {};

    \node [coordinate, right=of sum] (error) {};
    \node [block, dashed, fill=gray, anchor=center, text width=7cm, align=center] at ($(system)!.5!(model)$) {\textsc{Measurement}};

    % Connect nodes
    \draw [->, decorate, decoration={snake, post length=1mm}] (disturbances) -- node {\(d'\)} (system);
    \draw [->] (input) -- node {\(u'\)} (system);
    \draw [->] (system) -- node {\(t'\)} (output);
    \draw [->] (model) -- node {\(y\)} (sum);
    \draw [->] (sum) -- node {\(\epsilon\)} (error);
    \draw [->] (infork) |- node [anchor=south west] {\(u\)} (model);
    \draw [->] (outfork) -| (sum.north) node [very near end] {\(t\)};
\end{tikzpicture}

\end{document}

답변3

관심이 있는 분들을 위해 다음과 같은 솔루션이 있습니다.메타포스트그리고MetaObj패키지, LuaLaTeX 프로그램 내부. 이는 각각 점 및 의 중심에 있는 "시스템" 및 "모델" 상자를 찾을 수 있는 s및 매개변수를 기반으로 합니다 .m(s,0)(s, m)

\documentclass[border=2mm]{standalone}
\usepackage{luamplib}
  \mplibtextextlabel{enable}
\begin{document}
  \begin{mplibcode}
    input metaobj
    s := 4.5cm; m := -3cm; % locates upper and lower boxes
    beginfig(1);
      % Central box
      newBox.msrmt("Measurement") "filled(true)", "fillcolor(.8white)", 
        "dx(.6s)", "framestyle(dashed evenly)";
      msrmt.c = (s, .5m); drawObj(msrmt);
      % Upper and lower boxes
      newBox.syst("System") "dx(2mm)", "dy(3mm)"; 
      newBox.model("Model") "dx(2mm)", "dy(3mm)";
      syst.c = (s, 0); model.c = (s, m);
      drawObj(syst); drawBox(model);
      % Empty circle
      ep := .5(xpart syst.w); t := xpart syst.e + ep; u := xpart syst.w - ep;
      newCircle.circ("") "circmargin(1.5mm)";
      circ.c = (t, m);
      drawObj(circ);
      % Connections
      drawarrow origin -- syst.w;
      drawarrow (u, 0) -- (u, m) -- model.w;
      drawarrow syst.e -- (t+ep, 0);
      drawarrow (t, 0) -- circ.n;
      drawarrow model.e -- circ.w;
      drawarrow circ.e -- (t+ep, m);
      % The spring (and its label)
      newEmptyBox.upper(0, 0); upper.c = (s, -.75m);
      picture lab; lab = textext("$d'$");
      nczigzag(upper)(syst) "coilwidth(2.5mm)", "coilarmA(0mm)", 
        "coilarmB(3mm)", "linearc(.4mm)", "labpic(lab)", "labdir(rt)";
      % Other labels  
      label.top("$u'$", (u, 0)); label.urt("$u$", (u, m));
      label.top("$t'$", (t, 0));
      label.top("$y$", .5(model.e+circ.w));
      label.rt("$t$", (t, ypart(.5(msrmt.s+circ.n))));
      label.top("$\epsilon$", .5[(t,m), (t+ep, m)]);
      labeloffset := .5bp;
      label.llft("\tiny$+$", circ.sw);
      label.urt("\tiny$-$", circ.ne);
      labeloffset := 3bp;
    endfig; 
  \end{mplibcode}
\end{document}

여기에 이미지 설명을 입력하세요

답변4

감사합니다. Ignasi와 Alenanno의 답변을 다음과 같이 혼합했습니다.

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}       
\usetikzlibrary{arrows, positioning, patterns, calc, decorations.pathmorphing}

\begin{document}

\tikzstyle{block} = [draw, rectangle, inner sep=6pt, minimum width=2cm, minimum height=1cm, align=center]
\tikzstyle{joint} = [draw, circle, minimum size=1em, anchor=center]
\tikzstyle{layer} = [draw, rectangle, dashed, fill=gray!20, minimum width=7cm, minimum height=8mm, align=center, anchor=center]

\begin{tikzpicture}[>=stealth, auto, node distance=2cm]
    % Place nodes
    \node [block] (system) {System};
    \node [block, below=of system] (model) {Model};
    \node [layer] at ($(system)!.5!(model)$) {\textsc{Measurement}};
    \coordinate [left=of system] (infork) {};
    \coordinate [left=of infork] (input) {};
    \coordinate [right=of system] (outfork) {};
    \coordinate [right=of outfork] (output) {};
    \coordinate [above=of system] (disturbances) {};
    \node [joint, label={[inner sep=1pt]210:\tiny\(+\)}, label={[inner sep=1pt]60:\tiny\(-\)}] (sum) at (outfork|-model) {};
    \coordinate (error) at (output|-model) {};
    % Connect nodes
    \draw [->, decorate, decoration={snake, post length=1mm}] (disturbances) -- node {\(d'\)} (system);
    \draw [->] (input) -- node {\(u'\)} (system);
    \draw [->] (system) -- node {\(t'\)} (output);
    \draw [->] (model) -- node {\(y\)} (sum);
    \draw [->] (sum) -- node {\(\epsilon\)} (error);
    \draw [->] (infork) |- node [anchor=south west] {\(u\)} (model);
    \draw [->] (outfork) -| (sum.north) node [very near end] {\(t\)};
\end{tikzpicture}

\end{document}

다음 다이어그램 얻기(주변의 프레임 무시):

여기에 이미지 설명을 입력하세요

  1. \coordinate나는 대신에 사용하라는 Ignasi의 제안을 따랐습니다 \node [coordinate].

  2. 나는 또한 Ignasi가 제안한 것처럼 더 나은 정렬을 위해 |-and를 사용했습니다 -|. 그건 그렇고, 이것이 내가 Alenanno의 솔루션을 받아들이지 않게 된 이유입니다. Measurements블록이 완벽하게 중앙 정렬되지 않았고 출력 포크가 정확히 sum노드 위에 있지 않았기 때문입니다. (아래 그림에서 가장자리 겹침이 보이는지 확실하지 않음)

여기에 이미지 설명을 입력하세요

  1. 각도 참조를 사용하여 Ignasi처럼 +및 -기호를 배치했지만 Alenanno처럼 글꼴을 약간 줄였습니다.

  2. 블록 위치 지정 에 대해서는 MeasurementsAlenanno의 접근 방식을 따랐습니다. 이 부분은 Measurements위의 손으로 만든 그림처럼 수직선 위에 걸쳐 있는 블록을 찾고 있었기 때문에 Ignasi의 솔루션을 받아들이지 못하게 하는 부분이었습니다 . Alenanno의 코드를 약간 해킹하여 새로운 블록 스타일을 만들었습니다.

  3. 또한 very near end및 anchor=south west옵션에 대한 Alenanno의 팁은 매우 유용했습니다! (이것은 Ignasi의 솔루션이 100% 만족스럽지 못한 또 다른 세부 사항이었습니다.)

두 분 모두에게 다시 한번 감사드립니다. 두 답변 모두 꽤 도움이 되었기 때문에 어떤 답변을 받아들여야 할지 확신할 수 없었지만, 다른 사람에게 도움이 되기를 바라면서 두 가지 답변을 혼합하여 사용하기로 결정한 솔루션을 제시하기로 결정했습니다.

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