如何确保不同的图表（TikZ）以相同的方式对齐？

Question 1

你的绘图方法有一些缺点，例如，看看如果你在第一个图表中使用

\begin{Diagramm}{8}{4}{2}{$U_{GS_{1,4}}(abcdefg)$}{0}
\draw [thick,red] (0,2) --++ (2,0) --++ (0,-2) -- (8,0) --++(0,2) --++ (1,0);
\end{Diagramm}

（它突出于右文本边缘）。换句话说，如果图表标签不太宽，您的方法就会很有效。

让我们回到你的问题上。我看到了三个简单的解决方案：

使用我下面针对您的问题的评论中的建议：

    \begin{figure}
\raggedleft
\begin{Diagramm}{8}{4}{2}{$U_{GS_{1,4}}(abcdefg)$}{0}
\draw [thick,red] (0,2) --++ (2,0) --++ (0,-2) -- (8,0) --++(0,2) --++ (1,0);
\end{Diagramm}
\begin{Diagramm}{8}{4}{2}{$U_{GS_{2,3}}$}{0}
\draw [thick,red] (0,0) -- (4,0) --++ (0,2) --++ (2,0) --++(0,-2) -- (9,0);
\end{Diagramm}
\begin{Diagramm}{8}{4}{2}{$i_L$}{0}
\draw [thick,red] (0,0) -- (4,0) --++ (0,2) --++ (2,0) --++(0,-2) -- (9,0);
\end{Diagramm}
    \end{figure}

轴标签y包含\llap{...}：

\Koordinatenkreuz{-.2}{10.3}{#5-0.2}{2.8}{$t$}{{\llap{#4}}};

并在figure环境中使用\centering。然而，现在将以中心图为中心，而不考虑y轴

使用sloped节点选项旋转标签：

\newcommand{\Koordinatenkreuz}[6]{ % Für das Koordinatenkreuz, Änderungen hier betreffen ALLE Gitter im Latex Dokument
    \draw[->, >=latex, color=green!50!black] (#1,0) -- (#2,0) node[right] {#5};
    \draw[->, >=latex, color=green!50!black] (0,#3) -- 
                            node[minimum height=3ex,above,sloped] {#6}(0,#4); % <------
}

最后的解决结果是：

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{arrows, decorations}
\newcommand{\Koordinatenkreuz}[6]{ % Für das Koordinatenkreuz, Änderungen hier betreffen ALLE Gitter im Latex Dokument
    \draw[->, >=latex, color=green!50!black] (#1,0) -- (#2,0) node[right] {#5};
    \draw[->, >=latex, color=green!50!black] (0,#3) --
                            node[minimum height=3ex,above,sloped] {#6}(0,#4); % <------
}

\newenvironment{Diagramm}[5]{
\begin{tikzpicture}%[trim axis left]
    \def\T{#1}
    \def\Thalf{#2}
    \def\DT{#3}
    \def\Label{#4}
    \def\Yrange{#5}
    %\Gitter{-.1}{10.1}{#5-0.1}{3.1}
    \Koordinatenkreuz{-.2}{10.3}{#5-0.2}{2.8}{$t$}{#4};
    \draw (#1,0) node[below]{$T$};
    \draw (#2,0) node[below]{$\frac{T}{2}$};
    \draw (#3,0) node[below]{$DT$};
}
{\end{tikzpicture}}

%-------------------------------- show page layout, only for test
\usepackage{showframe}
\renewcommand\ShowFrameLinethickness{0.15pt}
\renewcommand*\ShowFrameColor{\color{red}}
%---------------------------------------------------------------%

\begin{document}
    \begin{figure}
\centering
\begin{Diagramm}{8}{4}{2}{$U_{GS_{1,4}}$}{0}
\draw [thick,red] (0,2) --++ (2,0) --++ (0,-2) -- (8,0) --++(0,2) --++ (1,0);
\end{Diagramm}
\begin{Diagramm}{8}{4}{2}{$U_{GS_{2,3}}$}{0}
\draw [thick,red] (0,0) -- (4,0) --++ (0,2) --++ (2,0) --++(0,-2) -- (9,0);
\end{Diagramm}
\begin{Diagramm}{8}{4}{2}{$i_L$}{0}
\draw [thick,red] (0,0) -- (4,0) --++ (0,2) --++ (2,0) --++(0,-2) -- (9,0);
\end{Diagramm}
    \end{figure}
\end{document}

第二种解决方案：

第一个解决方案：

我会考虑第一个或第三个解决方案。但是，我会研究使用以下方法的可能解决方案，而不是使用您绘制图表的方法pgfplots：

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.15}
\usetikzlibrary{arrows, decorations}

\pgfplotsset{Diagram/.style={
            axis lines = left,
    xmax=9.5,
    ymax=1.5,
    xlabel = {$t$},
    xlabel style={at={(1,0)},anchor=west},
    ylabel style={at={(0,1)},rotate={-90},anchor=north east},
    ytick=\empty,
    no marks,
    every axis plot post/.append style={very thick, red},
                    }% end of Diagram style
            }% end of pgfplotsset

%-------------------------------- show page layout, only for test
\usepackage{showframe}
\renewcommand\ShowFrameLinethickness{0.15pt}
\renewcommand*\ShowFrameColor{\color{red}}
%---------------------------------------------------------------%

\begin{document}
    \begin{figure}
    \pgfplotsset{xticklabels={ , , DT, T/2, , T},
                 height=4cm, width=0.8\textwidth}
\centering
    \begin{tikzpicture}[trim axis left]
\begin{axis}[Diagram,
    ylabel = $U_{GS_{1,4}}$,
            ]
\addplot coordinates {(0,1)  (2,1) (2,0)  (8,0)  (8,1) (9,1)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}[trim axis left]
\begin{axis}[Diagram,
    ylabel = $U_{GS_{2,3}}$,
            ]
\addplot coordinates {(0,0)  (4,0)  (4,1)  (6,1) (6,0) (9,0)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}[trim axis left]
\begin{axis}[Diagram,
    ylabel = $i_L$,
            ]
\addplot coordinates {(0,0)  (4,0)  (4,1)  (6,1) (6,0) (9,0)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
    \end{figure}
\end{document}

附录： 另一个简单的解决方案是移动y图表内侧的轴标签:-)：

可以使用“纯”语法绘制附加线（例如变量的平均值），tikz例如\draw[<line specification>] (0,0.35) -- (9,0.35):。

上图的代码是：

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.15}
\usetikzlibrary{arrows, decorations}

\pgfplotsset{Diagram/.style={
            axis lines = left,
    xmin=0, xmax=9.5,
    ymin=0, ymax=1.8,
    xlabel = {$t$},
    xlabel style={at={(1,0)},anchor=west},
    ylabel style={at={(0,1)},rotate={-90},anchor=north west},
    ytick=\empty,
    no marks,
    every axis plot post/.append style={very thick, red},
                    }% end of Diagram style
            }% end of pgfplotsset

%-------------------------------- show page layout, only for test
\usepackage{showframe}
\renewcommand\ShowFrameLinethickness{0.15pt}
\renewcommand*\ShowFrameColor{\color{red}}
%---------------------------------------------------------------%

\begin{document}
    \begin{figure}
    \pgfplotsset{xticklabels={ , , DT, T/2, , T},
                 height=4cm, width=0.8\textwidth}
\centering
    \begin{tikzpicture}%[trim axis left]
\begin{axis}[Diagram,
    ylabel = $U_{GS_{1,4}}$,
            ]
\addplot coordinates {(0,1)  (2,1) (2,0)  (8,0)  (8,1) (9,1)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}%[trim axis left]
\begin{axis}[Diagram,
    ylabel = $U_{GS_{2,3}}$,
            ]
\addplot coordinates {(0,0)  (4,0)  (4,1)  (6,1) (6,0) (9,0)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}%[trim axis left]
\begin{axis}[Diagram,
    ylabel = $i_L$,
            ]
\addplot coordinates {(0,0)  (4,0)  (4,1)  (6,1) (6,0) (9,0)};
\draw[ultra thin] (0,0.35) --  ++ (9,0);
\end{axis}
\end{tikzpicture}
    \end{figure}
\end{document}

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