matlab作图方法.ppt

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1、1,第3章 MATLAB作图,3.1 二维绘图 3.2 基本三维绘图命令,2,3.1 二维绘图(2-D plotting),3.1.1 绘图的一般步骤1.曲线数据准备2.指定图形窗口和子图位置3.绘制图形4.设置坐标轴和图形注释5.仅对三维图形使用的着色和视点等设置6.图形的精细修饰7.按指定格式保存或导出图形,3,3.1.2 基本绘图函数,MATLAB 7.3中最基本的绘图函数是绘制曲线函数plot。plot(y)%绘制以y为纵坐标、以该向量元素的下标为横坐标的二维曲线plot(x,y)%绘制以x为横坐标y为纵坐标的二维曲线plot(x1,y1,x2,y2)%在同一窗口绘制多条二维曲线说明：

2、x和y可以是实数向量或矩阵，也可以是复数向量或矩阵。,4,例3-3 绘制矩阵y为23的曲线图 y=1 2 3;4 5 6;plot(y),y是23的矩阵，每列画一条曲线共3条，第一条线纵坐标画的是1 4两点。,5,例3-4 绘制方波信号，如图3-4所示。x=0 1 1 2 2 3 3 4 4;y=1 1 0 0 1 1 0 0 1;plot(x,y),6,例5-3 分析下列程序绘制的曲线。x1=linspace(0,2*pi,100);x2=linspace(0,3*pi,100);x3=linspace(0,4*pi,100);y1=sin(x1);y2=1+sin(x2);y3=2+sin

3、(x3);x=x1;x2;x3;y=y1;y2;y3;plot(x,y,x1,y1-1),7,x和y为向量或矩阵时的plot(x,y)，分别有以下几种情况：x是向量y是矩阵时：x的长度与矩阵y的行数或列数必须相等，如果x的长度与y的每列元素个数相等，向量x与y的每列向量画一条曲线；如果x的长度与y的每行元素个数相等，则向量x与矩阵y的每行向量对应画一条曲线；如果y是方阵，x和y的行数和列数都相等，则向量x与矩阵y的每列向量画一条曲线。x是矩阵y是向量时：y的长度必须等于x的行数或列数，绘制的方法与前一种相似。x和y都是矩阵时：x和y大小必须相同，矩阵x的每列与y的每列画一条曲线。,8,例3-6

4、 x是矩阵，分别绘制x与y1和x与y2的曲线，已知y1是向量且长度与x的行数相等，y2是矩阵且与x尺寸相同 x=1:4;2:5;3:6x=1 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 y1=1 2 3%y1长度与x的行数相等y1=1 2 3 plot(x,y1),9,符号函数(显函数、隐函数和参数方程)画图,(1)ezplot,ezplot(x(t),y(t),tmin,tmax)表示在区间tminttmax绘制参数方程 x=x(t),y=y(t)的函数图默认区域为-2 x 2.,ezplot(f(x),a,b)表示在axb绘制显函数f=f(x)的函数图,ezplot(f(x,y),xmin

5、,xmax,ymin,ymax)表示在区间xminxxmax和 yminyymax绘制隐函数f(x,y)=0的函数图,10,例 在0,pi上画y=cos(x)的图形,解 输入命令 ezplot(sin(x),0,pi);,解 输入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi);,解 输入命令ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2),11,(2)fplot,注意：1 fun必须是M文件的函数名或是独立变量为x的字符串.2 fplot函数不能画参数方程和隐函数图形，但在一个图上可以画多个图形。,fplot(fun,lims)表示绘制字符串fun指定的

6、函数在lims=xmin,xmax的图形.,12,解 先建M文件myfun1.m：function Y=myfun1(x)Y=exp(2*x)+sin(3*x.2),再输入命令：fplot(myfun1,-1,2),解 输入命令:fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1),例 在-2,2范围内绘制函数tanh的图形解 fplot(tanh,-2,2),13,3.1.4 多个图形的绘制,1 图形窗口的分割subplot函数的调用格式为：subplot(m,n,p)该函数将当前图形窗口分成mn个绘图区，即每行n个，共m行，区号按行优先编号，且选定第p个区为当前活动

7、区。在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。,14,例3-8 在同一个窗口中建立四个子图，在子图中分别绘制sin(x)、cos(x)、sin(2x)和cos(2x)曲线，如图3-8所示。x=0:0.1:10;subplot(2,2,1)%第一行左图 plot(x,sin(x)subplot(2,2,2)%第一行右图 plot(x,cos(x)subplot(2,2,3)%第二行左图 plot(x,sin(2*x)subplot(2,2,4)%第二行右图 plot(x,cos(2*x),15,2具有两个纵坐标标度的图形在MATLAB中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可以使用p

8、lotyy绘图函数。调用格式为：plotyy(x1,y1,x2,y2)其中x1,y1对应一条曲线，x2,y2对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于x1,y1数据对，右纵坐标用于x2,y2数据对。,16,例5-4 用不同标度在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plotyy(x,y1,x,y2);,17,例5-5 采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线y1=0.2

9、e-0.5xcos(4x)和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)hold ony2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);hold off,3图形保持hold on/off命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进行切换。,18,figure(h),例 区间0,2*pi新建两个窗口分别画出y=sin(x)；z=cos(x)。,解 x=linspace(0,2*pi,100);y=sin(x);z=cos

10、(x);plot(x,y);title(sin(x);pause figure(2);plot(x,z);title(cos(x);,新建h窗口，激活图形使其可见，并把它置于其它图形之上,19,3.1.5 设置曲线样式MATLAB提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号，它们可以组合使用。例如，“b-.”表示蓝色点划线，“y:d”表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时，MATLAB规定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序依次不同。要设置曲线样式可以在plot函数中加绘图选项，其调用格式为：plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,xn,yn,选项n

11、),y 黄色.点-连线m 洋红 o 圈:短虚线c 蓝绿色 x x-符号-.长短线 r 红色+加号-长虚线,20,例5-6 在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和y2=2e-0.5xcos(x)，标记两曲线交叉点。程序如下：x=linspace(0,2*pi,1000);y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);k=find(abs(y1-y2)1e-2);%查找y1与y2相等点(近似相等)的下标x1=x(k);%取y1与y2相等点的x坐标y3=0.2*exp(-0.5*x1

12、).*cos(4*pi*x1);%求y1与y2值相等点的y坐标plot(x,y1,x,y2,k:,x1,y3,bp);,21,例 在0,2*pi用红线画sin(x),用绿圈画cos(x).,x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,go),解,22,3.1.6 图形标注与坐标控制1图形标注有关图形标注函数的调用格式为：title(图形名称)xlabel(x轴说明)ylabel(y轴说明)text(x,y,图形说明)legend(图例1,图例2,pos):在pos位置建立图例：0（自动取最佳位置），1（右上角，默认值），3（左下

13、角），4（右下角），-1（图外右侧）,23,函数中的说明文字，除使用标准的ASCII字符外，还可使用LaTeX格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。例如，text(0.3,0.5,sin(omegat+beta)将得到标注效果sin(t+)。,24,例5-7 在0 x2区间内，绘制曲线y1=2e-0.5x和y2=cos(4x)，并给图形添加图形标注。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=2*exp(-0.5*x);y2=cos(4*pi*x);plot(x,y1,x,y2)title(x from 0 to 2pi);%加图形标题xlabel(Vari

14、able X);%加X轴说明ylabel(Variable Y);%加Y轴说明text(0.8,1.5,曲线y1=2e-0.5x);%在指定位置添加图形说明text(2.5,1.1,曲线y2=cos(4pix);Legend(y1,y2)%加图例,25,2坐标控制axis函数的调用格式为：axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)axis函数功能丰富，常用的格式还有：axis equal：纵、横坐标轴采用等长刻度。axis square：产生正方形坐标系(缺省为矩形)。axis auto：使用缺省设置。axis off：取消坐标轴。axis on：显示坐标轴。,定制

15、图形坐标,例 在区间0 pi/2 0 5显示tan(x)的图形。,解 x=0:.025:pi/2;plot(x,tan(x),-ro)axis(0 pi/2 0 5),26,给坐标加网格线用grid命令来控制。grid on/off命令控制是画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种状态之间进行切换。给坐标加边框用box命令来控制。box on/off命令控制是加还是不加边框线，不带参数的box命令在两种状态之间进行切换。,27,例5-8 在同一坐标中，绘制3个同心圆，并加坐标控制。程序如下：t=0:0.01:2*pi;x=exp(i*t);y=x;2*x;3*x;plot(y)grid

16、on;%加网格线box on;%加坐标边框axis equal%坐标轴采用等刻度,28,缩放图形,zoom on,单击鼠标左键，则在当前图形窗口中，以鼠标点中的点为中心的图形放大2倍；单击鼠标右键，则缩小2倍,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);plot(x,y)zoom on,例 缩放y=sin(x)的图形,zoom off,为当前图形打开缩放模式,关闭缩放模式,29,在MATLAB中，利用meshgrid函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格式为：x=a:d1:b;y=c:d2:d;X,Y=meshgrid(x,y);语句执行后，矩阵X的每一行都是向量x，行数

17、等于向量y的元素的个数，矩阵Y的每一列都是向量y，列数等于向量x的元素的个数。,3.2 基本三维绘图命令,30,plot3(x,y,z,s)%绘制三维曲线说明：x，y，z必须是相同尺寸的数组，当是向量时则绘制一条三维曲线，当是矩阵时绘制多条曲线，三维曲线的条数等于矩阵的列数。,3.2.1 三维曲线图,例 在区间0，10*pi画出参数曲线 x=sin(t),y=cos(t),z=t.,解 t=0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t),31,例 画多条曲线观察函数Z=(X+Y).2.,解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);

18、Z=(X+Y).2;plot3(X,Y,Z),32,例 画函数Z=(X+Y).2的图形.解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;surf(X,Y,Z),(1)surf(x,y,z),画出数据点（x，y，z）表示的曲面,3.2.2 三维曲面图,33,（2）Mesh(x,y,z),解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;mesh(X,Y,Z),例 画出Z=(X+Y).2在的网格曲面图.,画网格曲面,34,(3)meshz(X,Y,Z)含零平面的网格图,上例中，若用 meshz

19、(X,Y,Z)，结果为：,35,Exercise,在010的坐标轴范围内绘制一条水平线，一条垂直线。,y=0:0.02:10;x=0:0.02:10;plot(x,1,1,y),36,Exercise,运行以下命令：x=1 2 3;4 5 6;plot(x,x,x,2*x)则在图形窗口中绘制_条曲线。A.4 B.6 C.3 D.5,A,37,Exercise,运行以下命令：x=1 2 3;4 5 6;y=x+x*i plot(y)则在图形窗口中绘制_条曲线。A.3 B.2 C.6 D.4,A,38,Exercise,subplot(2,1,1)是指_的子图。A.两行一列的上图 B.两行一列的下图C.两列一行的左图 D.两列一行的右图,A,