MATLABm文件和函数.ppt

Matlab与系统仿真,1,MATLAB提供了强大的图形绘制功能，用户只需制定绘图方式，并提供充足的绘图数据，即可以得到所需的图形。,五、绘图功能与技巧,Matlab与系统仿真,2,（一）二维图形绘制（二）三维图形绘制（三）图形可视编辑工具,主要内容,Matlab与系统仿真,3,（1）简单二维图形绘制（2）特殊二维图形绘制（3）二维图形的修饰函数（4）图形窗口的控制与表现（5）二维图形绘制流程（总结）,（一）二维图形绘制,Matlab与系统仿真,4,1.Plot(y)当y为一向量，以y的序号作为X轴，按向量y得值绘制曲线。,（1）绘制简单的二维图形,2.Plot(x,y)x，y均为向量，以x为X轴，y为Y轴绘制曲线（x,y等长）。,3.Plot(x,y,option)曲线的属性（颜色、粗细。）由option 确定。,Matlab与系统仿真,5,option选项：线的类型、标记符号、颜色等。,线宽 LineWidth例：plot(t,y2,k-,LineWidth,5),Matlab与系统仿真,6,例1：,t=0:0.1:pi；plot(t),Matlab与系统仿真,7,例2：绘制出一个周期内的正弦曲线,*语句命令及绘图结果：t=0:0.1:2*pi;y=sin(t);plot(t,y),Matlab与系统仿真,8,例3：,plot(t,y2,:g)plot(t,y3,xk),t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-),Matlab与系统仿真,9,1.常用调用格式,（2）绘制特殊二维图形,Matlab与系统仿真,10,例：,t=-pi:0.3:pi;y=1./(1+exp(-t);plot(t,y);,尝试：stem(t,y);polar(t,y);stairs(t,y);,Matlab与系统仿真,11,Matlab与系统仿真,12,给定函数的曲线绘制,Plot()函数可以容易地绘制显式表达式的函数，但隐函数曲线如何绘制？,按常规：x=-sqrt(5):0.01:sqrt(5);y1=sqrt(5-x.2)/3);y2=-sqrt(5-x.2)/3);plot(x,y1,x,y2),如：x2+3y2=5,Matlab与系统仿真,13,ezplot()函数,ezplot(x2+3*y2-5),Matlab与系统仿真,14,MATLAB提供图形函数，专门用于对由plot命令所画 图形进行修饰。,（3）二维图形的修饰函数,函数并非图形修饰唯一方法菜单、右键快捷菜单、属性设置页也可以。,Matlab与系统仿真,15,1.坐标轴范围的设定：axis(Xmin,Xmax,Ymin,Ymax),2.加坐标轴名称：xlabel(string)，ylabel(string),3.给图形加标题：title(string),4.加图例标注：legend(string1,string2,),5.加网格：grid on,grid off,6.加普通标注：gtext(string),在弹出的图形窗口中，选择地点，单击鼠标。,Matlab与系统仿真,16,Matlab与系统仿真,17,例：原图,t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r:,t,y2,g*),Matlab与系统仿真,18,将图形的x轴的大小范围限定在0,2pi之间，y轴的大小范围限定在-2,2之间；2)x、y坐标轴分别标注为“弧度值”、“函数值”；3)图形标题标注为“正弦曲线和余弦曲线”；4)添加图例标注，标注字符分别为“y1”、“y2”；5)给图形添加网格线；6)在两条曲线上分别标注文本“y1=sin(t)”、“y2=cos(t)”。,要求：进一步修饰例2.16的图形，实现以下要求：,Matlab与系统仿真,19,解：,help lineline(起点横坐标，终点横坐标,起点纵坐标，终点纵坐标)，例:line(1,2,3,4)将画出（1,3）到(2,4)的一条直线，而不是(1,2)到(3,4)。,Matlab与系统仿真,20,最后结果（注意gtext指令）：,要产生这个箭头，一.可以insetarrow二.可以通过函数实现，详见补充知识的文件夹，如下图,请大家看同学备注,Matlab与系统仿真,21,1.创建或打开图形窗口,（4）图形窗口的控制与表现,在命令窗口运行绘图指令，自动创建（当前窗口，唯一）；Figure命令，创建另一窗口（当前），保留原窗口；菜单建立新窗口；Clf命令，清除当前窗口所有内容,Matlab与系统仿真,22,图形重叠（同一坐标系中绘制多幅图形）,（1）Plot命令会清屏，但可在一个plot命令中实现：,Plot(x,y1,option1,x,y2,option2,)x为公共X轴，分别以y1,y2为Y轴绘制多条曲线，每条曲线的属性由相应的option 确定。,Matlab与系统仿真,23,例：t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-,t,y2,:g,t,y3,xk),Matlab与系统仿真,24,思考：但很多实验情况下，实际上是对同一个变量进行测量，并将数据进行绘图比较。,Matlab与系统仿真,25,（2）hold on、hold off指令,hold on：保留当前窗口图形；hold off：解除hold on；,例：t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-)hold on plot(t,y2,:g)plot(t,y3,xk)line(0,8,0,0)hold off,Matlab与系统仿真,26,3.图形窗口分割,利用subplot()函数将整个图形窗口分割成若干个子图形部分，然后在每个部分用不同函数绘制不同曲线。,subplot(m,n,p)：将当前窗口分割成m行、n列，并且当前在其中的第p个区域绘图。绘图区域编号原则：“从左到右，从上到下”。允许每个子窗口不同的坐标系。,Matlab与系统仿真,27,subplot(3,2,2)t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);plot(t,y1,-)subplot(3,2,4)t=-pi:0.1:pi;y2=sin(t);plot(t,y2,xk),例：,Matlab与系统仿真,28,MATLAB图形窗口控制函数（汇总）,Matlab与系统仿真,29,（5）二维图形绘制流程图,输入图形显示的相关函数,选择图形显示区域,调用相关的绘图指令,设置图形的属性,图形的修饰,保存打印输出,Matlab与系统仿真,30,x=0:0.05:pi;y1=5*sin(2*x);y2=4*cos(4*x);subplot(3,1,1);plot(x,y1);axis(0 pi-5.5 5.5);grid on;xlabel(Time);ylabel(Amplitude);title(y=5sin(2x);,相关函数,图形显示区域,绘图指令、属性设置,图形修饰,举例：,Matlab与系统仿真,31,subplot(3,1,2);plot(x,y2);axis(0 pi-5.5 5.5);grid on;xlabel(Time);ylabel(Amplitude);title(y=4cos(4x);subplot(3,1,3);plot(x,y1,-.or,x,y2,-b+);xlabel(Time);ylabel(Amplitude);title(characteristic curve);,Matlab与系统仿真,32,例：可以用subplot()函数将整个图形窗口分割成若干个子图形部分，然后在每个部分用不同函数绘制不同曲线。,t=-pi:0.3:pi;y=1./(1+exp(-t);subplot(221),plot(t,y);title(plot(t,y)subplot(222),stem(t,y);title(stem(t,y)subplot(223),polar(t,y);title(polar(t,y)subplot(224),stairs(t,y);title(stairs(t,y),Matlab与系统仿真,33,（二）三维图形绘制,（1）三维曲线的基本绘图（2）三维网格曲面的绘制（3）图像显示与处理,Matlab与系统仿真,34,调用格式 Plot3(x1,y1,z1,option1,x2,y2,z2,option2,),（1）三维曲线的基本绘图,参数意义与二维绘图命令相似。以逐点连折线的方式绘制三维折线图，当各个数据点的间距较小时，绘制的即三维曲线。也可用各种特殊绘图函数。也可用各种图形修饰函数，但要求多考虑一个Z轴方向。,Matlab与系统仿真,35,t=0:pi/50:8*pi;x=sin(t);y=cos(t);plot3(x,y,t);stem3(x,y,t),例：三维螺旋线绘制。,Matlab与系统仿真,36,三维网格曲面图所构成的网格状表面由X-Y平面上的矩形栅格及相应的Z坐标构成，相邻点之间用直线连接。,（2）三维网格曲面的绘制,等高图密度图建筑立面。,对于显示大型数据矩阵或双变量的函数是很有用。,Matlab与系统仿真,37,即定义四边形各个顶点的三维坐标值；,1.栅格数据点的产生,一般先知道（x,y)，再利用函数公式计算z的坐标；二维坐标（x,y)是种栅格形的数据点，由meshgrid命令产生。,格式 meshgrid(x,y):x,y是向量，表示坐标范围。,Matlab与系统仿真,38,x=-2:0.1:2;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);,例,Matlab与系统仿真,39,2.绘制三维网格曲面,Matlab与系统仿真,40,Z=X.*exp(-X.2-Y.2);mesh(X,Y,Z)grid on,Matlab与系统仿真,41,例：绘制由函数 表示的曲面图形。,Matlab与系统仿真,42,Matlab与系统仿真,43,imread()读取放在当前工作目录中的图像文件函数，保存为3维数组数据；image()读取保存的3维图像数据并显示图像。,（3）图像显示与处理,例：W=imread(pic.jpg);图形文件存当前目录 image(W),Matlab与系统仿真,44,W是三维数据，由三层矩阵叠放而成，分别存放表示红、绿、蓝三原色分量。,尝试：改变图片的色调？1）将照片变为黄颜色基调；2）将照片变为底片效果。,Matlab与系统仿真,45,W(:,:,3)=0;image(W),image(uint8(255-double(W),Matlab与系统仿真,46,（三）MATLAB的图形可视化编辑工具,图形管理窗口除了简单的显示图形功能外，本身就是一个功能强大的图形可视编辑工具，可实现的功能主要有：,1)通用的图形文件管理功能，如保存、打开、新建图形文件等；2)通用的图形效果编辑功能，如图形放大、缩小、旋转、对齐等；3)图形对象插入功能，如插入坐标轴名称、图形标题、图例标注、线段、文字等；4)独立地设置窗口中各图形对象属性功能，如线段的类型、颜色、粗细等。,Matlab与系统仿真,47,（1）选择菜单insert,三种编辑图形方法：,t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1,-)hold onplot(t,y2,:g)plot(t,y3,xk)hold off,Matlab与系统仿真,48,单击图形窗口工具栏中的编辑图标（箭头）即可进入图形编辑状态。,（2）右键快捷菜单,用户任意选择特性对象，出现选中标志，单击右键，可进行选项设置。,2012a,Matlab与系统仿真,49,在方法（2）的快捷菜单中，选择“属性”项，可进行如下设置环境：,（3）“属性”菜单项,鼠标在图形中非图形对象区域单击，将显示图形修饰对话框：,Matlab与系统仿真,50,Matlab与系统仿真,51,Matlab与系统仿真,52,第二章回顾,2.1 MATLAB的工作环境,MATLAB程序主界面：菜单、工具栏、命令窗口、当前路径浏览器、工作空间浏览器、命令历史浏览器,Matlab与系统仿真,53,MATLAB两种编程方式比较,文本编辑窗口：,Matlab与系统仿真,54,2.2 MATLAB语言的基本元素,变量：变量的命名应遵循如下规则,赋值语句,矩阵的表示：一般、等差输入、特殊、矩阵元素,Matlab与系统仿真,55,2.3 矩阵的运算,代数运算,Matlab与系统仿真,56,函数运算,prod（A）,min（A）,Matlab与系统仿真,57,数组（元素群）运算,Matlab与系统仿真,58,关系运算,Matlab与系统仿真,59,逻辑运算,Matlab与系统仿真,60,2.4 MATLAB的程序流程控制,循环控制结构,条件转移结构,Matlab与系统仿真,61,2.5 M文件的编写,命令文件,函数文件,function 返回参数1,返回参数2,=函数名(输入参数1,输入参数2,)%注释说明语句段，由引导输入、返回变量格式的检测函数体语句,函数文件具有特点,Matlab与系统仿真,62,例：求n!（MATLAB函数的可递归调用性）,function k=my_fact(n)if nargin=1,error(输入变量个数错误，只能一个)；endif nargout1,error(输出变量个数过多)；endif abs(n-floor(n)eps|n1%如果n1,进行递归调用 k=n*my_fact(n-1);elseif any(0 1=n)%0!=1!=1 为已知 k=1;end,my_fact(11)ans=39916800,Matlab与系统仿真,63,2.6 MATLAB的图形绘制,二维图形的绘制,Matlab与系统仿真,64,Matlab与系统仿真,65,图形修饰函数,Matlab与系统仿真,66,特殊二维曲线绘制,Matlab与系统仿真,67,图形窗口控制,Matlab与系统仿真,68,三维图形的绘制,plot3(x,y,z,option)plot3(xl,yl,zl,option1,x2,y2,z2,option2,),三维曲线的绘制,Matlab与系统仿真,69,三维曲面的绘制,Matlab与系统仿真,70,图形可视编辑工具,