6 MATLAB 绘图 (1)new.ppt

1、6 MATLAB 绘图 (1),内容包括： 二维图形的绘制和辅助操作； 三维图形的绘制和辅助操作； 了解特殊图形的绘制函数； 句柄图形； 图形用户界面。,6.1 二维绘图 6.1.1 直角坐标系的二维图形 plot函数是graph2d（二维图形）函数库最常用的直角坐标系的二维图形的绘制函数。 plot函数的三种调用格式如下: 1) plot(y，s) 当y是向量时，元素的序号作为x坐标，元素值作为y坐标，对应绘制线性直角坐标系的二维图形。 当y是矩阵时，元素的所在列号作为x坐标，元素值作为y坐标，分别对应绘制线性直角坐标系的二维图形，曲线条数等于输入参数矩阵的列数。,2) plot(x,y，s

2、) 当x是向量，y是矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线条数等于y矩阵的另一维数，x被作为这些曲线共同的横坐标。 当x,y是同维矩阵时，则以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。 当输入参数是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线条数等于输入参数矩阵的列数。 当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。,3) plot(x1,y1,s1x2,y2,s2,xn,yn，sn) 绘制（xi,yi,si）对应的二维图形。 S是表示所绘图形的线形、点型和颜色的字符串。函数调用格式中的S是线形、点型和颜色的组合字符，默认值为b-

3、.（蓝色实线实点标记)。,绘图函数的常用的颜色含义 类型 符号 蓝色(默认) b(Blue) 黄色 y(Yellow) 品红色(紫色) m(Magenta) 青色 c(Cyan) 红色 r(Red) 绿色 g(Green) 白色 w(White) 黑色 k(Black),绘图函数的常用的线形含义 类型 符号 实线(默认) - 点线 : 点划线 -. 虚线 -,绘图函数的常用的数据点形含义 类型符号 实点标记（默认）. 圆圈标记 o 叉号形 x 星号标记 * 钻石形标记 d 向下的三角形标记v 向上的三角形标记 向左的三角形标记 五角星标记 p,例6-1绘制行向量( 1 8 6 5 4)的图形。

4、 y= 1 8 6 5 4;plot(y),x=1:pi/100:4; y=2*exp(-0.5*x).*log(2*pi*x); plot(x,y),6.1.2 绘制图形的辅助操作 1 图形标记 命令 功能 title(txt) 在图形窗口顶端的中间位置输出字符串txt作为标题。 xlabel(txt) 在x轴下的中间位置输出字符串txt作为标注。 ylabel(txt) 在y轴边上的中间位置输出字符串txt作为标注。,text(x,y,txt) 在图形窗口的(x, y)处写字符串txt。坐标x和y按照与所绘制图形相同的刻度给出。 gtext(txt) 通过使用鼠标或方向键，移动图形窗口中的

5、十字光标，在图形窗口中添加字符串txt。 legend(str1 ,str2 ,)在当前图上输出图例，并用说明性字符串str1, str2等作为标注。 legend off 从当前图形中清除图例。,x=0:pi/100:2*pi; y1=2*sin(2*x); y2=3*sin(3*x); plot(x,y1,x,y2) %在同一个坐标系分别绘制二维图形和三维图形 title(This is figure of the third example. ); %给图形加上标题 xlabel(x); %给x轴加标注 legend(2*sin(2*x) ,3*sin(3*x) ); %在当前图形上输出

6、图例,2屏幕控制 命令 功能 figure(n) 创建和显示当前序号为n的图形窗口。 clf 清除当前图形窗口的图形。 clc 清除命令窗口的命令。 home 移动光标到命令窗口的左上角。 hold 是否保持当前图形的切换命令。hold on命令保持当前图形并加入另一个图形，hold off命令 释放当前图形窗口（缺省状态），ishold命令如果当前图形处于hold on状态，则返回1；否则，返回0。,subplot(m,n,p) 将图形窗口分割成m行n列,并设置p所指定的子窗口为当前窗口。子窗口按行由左至右，由上至下进行编号。subplot设置图形窗口为缺省模式，即单窗口模式，等价于subp

7、lot (1,1,1)。 grid 是否画分格线的双向切换命令，grid on设置为画分格线，grid off为不画分格线。,figure x=0:pi/100:2*pi; y=2*sin(2*x)+3*sin(3*x)*i; subplot(1,2,1),plot(x,y) title(This is figure of the real part .); xlabel(x); ylabel(real(y); subplot(1,2,2),plot(real(y),imag(y) title(This is figure of the complex data. ); xlabel(real

8、(y);ylabel(imag(y);,3 设定坐标系统 axis(xmin xmax ymin ymax) 设定坐标系统的最大和最小值。 axis （auto） 将当前图形的坐标系统恢复到自动缺省状态。 axis （square） 将当前图形的坐标系统设置为方形。 axis （equal） 将当前图形的坐标轴设成相等。,axis （off） 关闭坐标系统。 axis （on） 显示坐标系统。 box 坐标形式在封闭式和开启式之间切换指令。 box on命令使坐标形式呈封闭形式 box off命令坐标形式呈开启形式。,x=-pi:pi/10:pi; xx=x+(x=0grid on,例6-6

9、绘制函数y=sinxcos2x的图形。 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x).*cos(2*x); plot(x,y,r -) %红色虚线 title( y=sin(x)*cos(2*x); xlabel(x); ylabel( y=sinxcos2x); grid text(5.5,0,y=sinxcos2x) %在点(5.5,0)处放置文本y=sinxcos2x,例6-7 在同一坐标系中画出 y=sinx,y=cosx y=tgx的图像。 x=0:0.01:pi/4; y1=sin(x); y2=tan(x); plot(x,x) ; hold on; plot(

10、x,y1,r -) ; hold on; plot(x,y2, g -),6.1.3 plotyy函数 用不同标度在同一个坐标内绘制曲线，绘制函数plotyy的调用格式为： plotyy(x1,y1,x2,y2) 分别绘制（x1，y1）和（x2，y2）的图形。其中x1和y1、 x2和y2为对应的向量或矩阵。,x1=0:pi/100:2*pi;x2=0:pi/100:3*pi; y1=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1); y2=1.5*exp(-0.1*x2).*sin(x2); plotyy(x1,y1,x2,y2); title( This is figure of e

11、xample 6-8.) xlabel(x) ; ylabel( y1 y2) ; legend(y1);,6.1.4 极坐标系绘图 极坐标系绘图函数polar的调用格式为： polar(theta,r) 在极坐标中绘图。向量theta的元素代表弧度参数，向量r代表从极点开始的长度。,例6-9 画出心形线R=3(1+cosx) 的图像。 x=-2*pi:0.1:2*pi; r=3*(1+cos(x); polar(x,r),例6-10 画出星形线 x=3cost3,y=3sint3 的图像。 x=0:0.01:2*pi; r=3./(cos(x).2).(1/3)+(sin(x).2).(1/

12、3).(3/2); polar(x,r),例6-11绘函数 图。 复数的绘图一般有如下三种形式： 1）plot(z) 当plot(z)中的z为复数单变量时（即含有非零的虚部），MATLAB把复数的实部作为X坐标，虚部作为Y坐标进行绘图即plot(real(z),imag(z)。 2）plot(t,z) t作为X坐标，把复数的实部作为Y坐标进行绘图， z中的虚数部分将被丢弃，即plot(t, real(z)， 3）plot(real(z1),imag(z1),real(z2),imag(z2) 把复数的实部作为X坐标，虚部作为Y坐标分别对应绘制多条曲线。,t=0:pi/20:4*pi;y=exp

13、(-0.2*t).*(cos(t)+i*sin(t); subplot(2,2,1),plot(t,y); %只绘制实部图形 title(plot of complex function vs time); xlabel(t);ylabel(y(t); t=0:pi/20:4*pi;y=exp(-0.2*t).*(cos(t)+i*sin(t); %实部与虚部分别绘制图形 subplot(2,2,2),plot(t,real(y),b-); %绘制实部的图形,hold on;plot(t,imag(y),r-); %绘制虚部的图形 title(plot of complex function

14、vs time); xlabel(t);ylabel(y(t) legend(real,imaginary);hold off; t=0:pi/20:4*pi;y=exp(-0.2*t).*(cos(t)+i*sin(t); subplot(2,2,3),plot(y,b-); %同时绘制实部与虚部的图形 title(plot of complex function ); xlabel(freal part);ylabel(imagainary part); t=0:pi/20:4*pi;y=exp(-0.2*t).*(cos(t)+i*sin(t); subplot(2,2,4),polar

15、(angle(y),abs(y); %绘制极坐标图形 title(plot of complex function );,6.1.5 对数坐标绘图 半对数和对数坐标系绘图函数: semilogx，semilogy,loglog semilogx的调用格式为： semilogx(x,y) 功能：在半对数坐标系中绘图，x轴用以10为底的对数刻度标定。这类似于plot(log10(x),y),但是对于log10(0)不能给出警告信息。,semilogy的调用格式为： semilogy(x,y) 功能：在半对数坐标系中绘图，y轴用以10为底的对数刻度标定。这类似于plot(x,log10(y),但是对

16、于log10(0)不能给出警告信息。 loglog的调用格式为： loglog(x,y) 功能：在对数坐标系中绘图。两个坐标轴均用以1 0为底的对数刻度标定。这类似于plot (log10(x),log10(y),但是对于log10(0)不能给出警告信息。,例6-12 绘制 的对数坐标图并于直角线性坐标图进行比较。 x = 0:0.1:10; y=x.3+x.2-x+20; subplot(2,2,1) ; plot(x,y); %绘制直角坐标系图形 title (Linear Plot); xlabel (x);ylabel (y); grid on;,subplot(2,2,2); sem

17、ilogx(x,y); %绘制x轴用以10为底的对数刻度标定的半对数坐标系图形 title (Semilog x Plot); xlabel (x);ylabel (y);grid on; subplot(2,2,3) ; semilogy(x,y); %绘制y轴用以10为底的对数刻度标定的半对数坐标系图形 title (Semilog y Plot); xlabel (x);ylabel (y);grid on; subplot(2,2,4) ; loglog(x,y); %绘制对数坐标系图形 title (Loglog Plot); xlabel (x);ylabel (y);grid o

18、n;,例6-13 正弦函数的一维插值函数插值方法的对比。 x=0:10;y=sin(x);xi=0:.25:10; % 将插值方法定义为单元数组 strmod=nearest,linear,spline,cubic % 将X轴标识定义为单元数组 strlb=(a) method=nearest, (b) method=linear,(c) method=spline, (d) method=cubic;,for i=1:4 yi=interp1(x,y,xi,strmodi); subplot(2,2,i), plot(x,y,ro,xi,yi,b) % 在一个图形窗口绘制多幅图形 xlabe

19、l(strlb(i) end,6.1.6隐函数绘图 常用的三个隐函数绘图函数ezplot，ezpolar和 fplot。 1)ezplot ezplot函数的调用格式： ezplot(f,a,b) 在区间a b绘制f=f(x)的图形, 其中f是x的单变量函数，区间的默认值为-2 2。,ezplot(f) 在默认区间-2x2和-2y2绘制f(x,y)=0的图形。 ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax) 在区间xmin xmax和ymin ymax绘制f(x,y)=0的图形。 ezplot(f,a,b) 在区间a b和a b绘制f(x,y)=0的图形。 ezplot(x,y)

20、在默认区间 绘制参数方程x=x(t)和y=y(t)的图形。 ezplot(x,y,tmin,tmax) 在区间 绘制x=x(t)和y=y(t)的图形。,例6-14 绘制正弦、余弦、双曲正弦和双曲余弦三角函数的图形。 subplot(2,2,1); ezplot(sin(x);title(sin(x); subplot(2,2,2); ezplot(cos(x);title(cos(x); subplot(2,2,3); ezplot(sinh(x);title( sinh(x); subplot(2,2,4); ezplot(cosh(x);title(cosh(x);,subplot(2,2

21、,1); ezplot(x2-y+1);title(1) subplot(2,2,2); ezplot(x2-cos(y)+sin(x) ;title(2) subplot(2,2,3); ezplot(exp(t)*sin(t),exp(t)*cos(t);title(3) subplot(2,2,4); ezplot(sin(t),cos(2*t);title(4),2 fplot 对函数自适应采样的绘图函数fplot，调用格式为： fplot(f，lims，tol) 功能： 绘制函数f的曲线。其中f为函数名，以字符串形式出现，lims为变量x,y的取值范围，tol为相对允许误差，其系统默认值为2e-3。,subplot(2,2,1); fplot(sind(x),-360 360);title(s