MATLAB m文件和函数

1、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

2、，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,

3、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

4、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

5、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0,2p

6、i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 line line(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

7、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

8、,) 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

9、; 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

10、,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,y

11、1); 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); yla

12、bel(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(

13、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

14、(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,3

15、8,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 imag

16、e(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

17、、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 on plot(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

18、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