在我的家庭作业中，我需要创建一个根轨迹图。
想知道是否有人对能够创建根轨迹图的软件包有好的建议，或者对于此目的功能强大且易于使用的通用绘图软件包有好的建议。
我发现这这篇帖子简洁明了，带有一个脚本链接，用于从 MATLAB 绘图工具创建 TikZ 绘图代码，但是我使用的是没有 X11 访问权限的家庭服务器，因此很可能无法正常工作（尽管我还没有尝试过）。不过，为了易于使用，我更喜欢纯 LaTeX 的东西。
答案1
我仍然不知道为什么他们在 2014 年仍然教授根轨迹，但他们跳过了使用螺旋管的实际工程部分，而螺旋管正是根轨迹法的用武之地。否则，它的计算要求与其他方法一样高。不过没关系。
考虑以下代码片段
a = rss(5); % Stable system with 5 eigs
e = esort(eig(a)); % Sort the eigenvalues with possibly complex entries
a.a = a.a - eye(5)*0.95*real(e(1)); % Make it closer to imaginary axis
[r,k] = rlocus(a); % Get the data without plotting
mydata = []; % To populate the data
for i=1:5
mydata(:,2*i -1) = (real(r(i,:))).'; % CL eig Real Part
mydata(:,2*i) = (imag(r(i,:))).'; % CL eig Imag Part
end
mydata(:,11) = k'; % The gain array
在这里，我随机创建一个稳定系统，并将特征值推向虚轴（大致），以获得更关键的系统。这将产生 11 列数据，其中前 10 列是极点 1 - 极点 5 实虚部，最后一列是用于生成图的增益选择 matlab。
您可以将 mydata 打印到屏幕上并复制，也可以将其保存为 ASCII txt 文件。这里我复制粘贴了它，因为这样比较省事，而且根轨迹数据通常少于 100 行。然后，您只需要使用它pgfplots来读取和绘制此数据集。为此，我还在数据中添加了一个标题行，以方便访问。
\documentclass{standalone}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.11}
\pgfplotstableread{
pr1 pi1 pr2 pi2 pr3 pi3 pr4 pi4 pr5 pi5 k
-0.7949 0 -0.0444 3.9285 -0.0444 -3.9285 -0.9916 6.0362 -0.9916 -6.0362 0
-0.7190 0 -0.2172 4.2556 -0.2172 -4.2556 -1.1297 5.7959 -1.1297 -5.7959 1.0322
-0.7166 0 -0.2221 4.2680 -0.2221 -4.2680 -1.1351 5.7861 -1.1351 -5.7861 1.0818
-0.7142 0 -0.2269 4.2807 -0.2269 -4.2807 -1.1408 5.7761 -1.1408 -5.7761 1.1339
-0.7117 0 -0.2318 4.2937 -0.2318 -4.2937 -1.1467 5.7657 -1.1467 -5.7657 1.1885
-0.7093 0 -0.2366 4.3071 -0.2366 -4.3071 -1.1527 5.7550 -1.1527 -5.7550 1.2456
-0.7068 0 -0.2413 4.3209 -0.2413 -4.3209 -1.1590 5.7440 -1.1590 -5.7440 1.3056
-0.7043 0 -0.2460 4.3350 -0.2460 -4.3350 -1.1655 5.7326 -1.1655 -5.7326 1.3684
-0.7017 0 -0.2506 4.3495 -0.2506 -4.3495 -1.1723 5.7210 -1.1723 -5.7210 1.4342
-0.6991 0 -0.2551 4.3642 -0.2551 -4.3642 -1.1793 5.7090 -1.1793 -5.7090 1.5032
-0.6966 0 -0.2595 4.3794 -0.2595 -4.3794 -1.1866 5.6967 -1.1866 -5.6967 1.5755
-0.6940 0 -0.2637 4.3948 -0.2637 -4.3948 -1.1941 5.6840 -1.1941 -5.6840 1.6514
-0.6914 0 -0.2677 4.4105 -0.2677 -4.4105 -1.2019 5.6711 -1.2019 -5.6711 1.7308
-0.6887 0 -0.2715 4.4266 -0.2715 -4.4266 -1.2100 5.6578 -1.2100 -5.6578 1.8141
-0.6861 0 -0.2751 4.4429 -0.2751 -4.4429 -1.2185 5.6443 -1.2185 -5.6443 1.9014
-0.6835 0 -0.2784 4.4595 -0.2784 -4.4595 -1.2272 5.6305 -1.2272 -5.6305 1.9928
-0.6809 0 -0.2814 4.4763 -0.2814 -4.4763 -1.2363 5.6164 -1.2363 -5.6164 2.0887
-0.6783 0 -0.2841 4.4934 -0.2841 -4.4934 -1.2458 5.6021 -1.2458 -5.6021 2.1892
-0.6757 0 -0.2865 4.5107 -0.2865 -4.5107 -1.2556 5.5876 -1.2556 -5.5876 2.2945
-0.6731 0 -0.2885 4.5281 -0.2885 -4.5281 -1.2659 5.5729 -1.2659 -5.5729 2.4049
-0.6705 0 -0.2901 4.5456 -0.2901 -4.5456 -1.2765 5.5581 -1.2765 -5.5581 2.5207
-0.6679 0 -0.2913 4.5633 -0.2913 -4.5633 -1.2875 5.5432 -1.2875 -5.5432 2.6419
-0.6653 0 -0.2920 4.5809 -0.2920 -4.5809 -1.2990 5.5281 -1.2990 -5.5281 2.7690
-0.6628 0 -0.2923 4.5986 -0.2923 -4.5986 -1.3108 5.5131 -1.3108 -5.5131 2.9023
-0.6603 0 -0.2921 4.6162 -0.2921 -4.6162 -1.3231 5.4980 -1.3231 -5.4980 3.0419
-0.6578 0 -0.2915 4.6337 -0.2915 -4.6337 -1.3358 5.4831 -1.3358 -5.4831 3.1883
-0.6553 0 -0.2904 4.6511 -0.2904 -4.6511 -1.3489 5.4682 -1.3489 -5.4682 3.3417
-0.6529 0 -0.2888 4.6682 -0.2888 -4.6682 -1.3624 5.4535 -1.3624 -5.4535 3.5024
-0.6505 0 -0.2867 4.6851 -0.2867 -4.6851 -1.3762 5.4391 -1.3762 -5.4391 3.6709
-0.6481 0 -0.2842 4.7017 -0.2842 -4.7017 -1.3904 5.4249 -1.3904 -5.4249 3.8476
-0.6458 0 -0.2813 4.7179 -0.2813 -4.7179 -1.4048 5.4110 -1.4048 -5.4110 4.0327
-0.6435 0 -0.2780 4.7337 -0.2780 -4.7337 -1.4195 5.3975 -1.4195 -5.3975 4.2267
-0.6413 0 -0.2744 4.7490 -0.2744 -4.7490 -1.4344 5.3844 -1.4344 -5.3844 4.4301
-0.6391 0 -0.2704 4.7639 -0.2704 -4.7639 -1.4495 5.3716 -1.4495 -5.3716 4.6432
-0.6369 0 -0.2662 4.7783 -0.2662 -4.7783 -1.4647 5.3594 -1.4647 -5.3594 4.8666
-0.6348 0 -0.2618 4.7921 -0.2618 -4.7921 -1.4799 5.3476 -1.4799 -5.3476 5.1008
-0.6327 0 -0.2571 4.8055 -0.2571 -4.8055 -1.4951 5.3363 -1.4951 -5.3363 5.3462
-0.6307 0 -0.2524 4.8183 -0.2524 -4.8183 -1.5103 5.3254 -1.5103 -5.3254 5.6034
-0.6287 0 -0.2475 4.8306 -0.2475 -4.8306 -1.5254 5.3150 -1.5254 -5.3150 5.8730
-0.6267 0 -0.2426 4.8424 -0.2426 -4.8424 -1.5403 5.3051 -1.5403 -5.3051 6.1556
-0.6248 0 -0.2376 4.8536 -0.2376 -4.8536 -1.5552 5.2956 -1.5552 -5.2956 6.4517
-0.6230 0 -0.2326 4.8644 -0.2326 -4.8644 -1.5698 5.2866 -1.5698 -5.2866 6.7621
-0.6212 0 -0.2276 4.8746 -0.2276 -4.8746 -1.5842 5.2781 -1.5842 -5.2781 7.0875
-0.6194 0 -0.2226 4.8844 -0.2226 -4.8844 -1.5983 5.2699 -1.5983 -5.2699 7.4285
-0.6177 0 -0.2177 4.8937 -0.2177 -4.8937 -1.6122 5.2622 -1.6122 -5.2622 7.7859
-0.6161 0 -0.2129 4.9026 -0.2129 -4.9026 -1.6258 5.2548 -1.6258 -5.2548 8.1605
-0.6145 0 -0.2082 4.9111 -0.2082 -4.9111 -1.6390 5.2478 -1.6390 -5.2478 8.5531
-0.6129 0 -0.2035 4.9192 -0.2035 -4.9192 -1.6520 5.2412 -1.6520 -5.2412 8.9646
-0.6114 0 -0.1990 4.9269 -0.1990 -4.9269 -1.6646 5.2348 -1.6646 -5.2348 9.3960
-0.6099 0 -0.1946 4.9342 -0.1946 -4.9342 -1.6769 5.2289 -1.6769 -5.2289 9.8480
-0.6085 0 -0.1903 4.9412 -0.1903 -4.9412 -1.6889 5.2232 -1.6889 -5.2232 10.3219
-0.5731 0 -0.0850 5.0836 -0.0850 -5.0836 -1.9926 5.1104 -1.9926 -5.1104 Inf
}\mytable
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[
%This is to provide the start point cross marker
start marker/.pic={\draw (-#1,-#1) -- (#1,#1) (#1,-#1)--(-#1,#1);}
]
\begin{axis}[no marks,xmax=2,grid=both]% Don't put any markers, limit the visible area from one side ,draw grid
\foreach\x in{1,...,5}{% Iterate over the columns of the table
\addplot+[] table[x=pr\x,y=pi\x] {\mytable} % Draw the curves
node[draw,circle,inner sep=2pt] at (current plot end) {}%Put the ending marker with size adjusted to 2pt
pic at (current plot begin) {start marker=2pt};%Put the starting marker
}
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}
这导致
我没有使用增益列，但如果您愿意，您可以绘制带有标记的单独行来显示关键情况。
为了进行比较，这是 matlab 结果；多么美丽！;)
答案2
我会尝试在可能的情况下发布更详细的信息，但现在我可以给你提供指导。
LaTeX + matplotlib 是从数据中获取出版质量图表的最佳方法之一，因为 matplotlib 图表可以保存为 pgf 代码。我肯定会找到答案，但我认为 scipy.signal 有一些代码可以完成根轨迹（以及线性系统的其他分析）所需的基本操作。已经有一段时间了。如果不是 scipy，那么有一个用于基本控制和信号的 python 包。我会尝试发布一个带有示例的 iPython 工作表链接。
Octave 可以使用与 MATLAB 完全相同的语法来生成根轨迹图。（您需要控件或信号处理工具箱）。但 Octave 使用 GNUPLOT 作为绘图后端，它有一个 TikZ 终端。我以前没有这样做过，但理论上，您应该能够摆弄 Octave 配置，以便它使用 tikz 终端而不是默认终端。
最后，Maxima 有一个控制工具箱，我相信它也可以使用 GNUPLOT 作为后端。