matlab二维图形的绘制.docx
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matlab二维图形的绘制
matlab二维图形的绘制(2006-11-2020:
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分类:
matlab基础(电子方向)
常用的二维图形命令:
plot:
绘制二维图形 loglog:
用全对数坐标绘图semilogx:
用半对数坐标(X)绘图semilogy:
用半对数坐标(Y)绘图fill:
绘制二维多边填充图形polar:
绘极坐标图 bar:
画条形图stem:
画离散序列数据图 stairs:
画阶梯图errorbar:
画误差条形图 hist:
画直方图fplot:
画函数图 title:
为图形加标题xlabel:
在X轴下做文本标记ylabel:
在Y轴下做文本标记zlabel:
在Z轴下做文本标记text:
文本注释 grid:
对二维三维图形加格栅
绘制单根二维曲线
plot函数,基本调用格式为:
plot(x,y)
其中x和y为长度相同的向量,分别用于存储x坐标和y坐标数据。
例如:
在0≤x≤2p区间内,绘制曲线
y=2e-0.5xcos(4πx)
程序如下:
x=0:
pi/100:
2*pi;
y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);
plot(x,y)
plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数:
plot(x)
在这种情况下,当x是实向量时,以该向量元素的下标为横坐标,元素值为纵坐标画出一条连续曲线,这实际上是绘制折线图。
p=[22,60,88,95,56,23,9,10,14,81,56,23];
plot(p)
绘制多根二维曲线
1.plot函数的输入参数是矩阵形式
(1)当x是向量,y是有一维与x同维的矩阵时,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。
(2)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。
(3)对只包含一个输入参数的plot函数,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。
2.含多个输入参数的plot函数
调用格式为:
plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)
(1)当输入参数都为向量时,x1和y1,x2和y2,…,xn和yn分别组成一组向量对,每一组向量对的长度可以不同。
每一向量对可以绘制出一条曲线,这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。
(2)当输入参数有矩阵形式时,配对的x,y按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线,曲线条数等于矩阵的列数。
例如:
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(x3);
x=[x1;x2;x3]';
y=[y1;y2;y3]';
plot(x,y,x1,y1-1)
3.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plotyy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。
例如:
用不同标度在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4πx)和y2=2e-0.5xcos(πx)。
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);
4.图形保持
holdon/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。
例如:
采用图形保持,在同一坐标内绘制曲线
y1=0.2e-0.5xcos(4πx)和y2=2e-0.5xcos(πx)。
程序如下:
x=0:
pi/100:
2*pi;
y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);
plot(x,y1)
holdon
y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);
plot(x,y2);
holdoff
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。
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)
例如:
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(4πx)和y2=2e-0.5xcos(πx),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).*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');
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,…)
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({\omega}t+{\beta})’)将得到标注效果sin(ωt+β)。
例如:
在0≤x≤2p区间内,绘制曲线y1=2e-0.5x和y2=cos(4πx),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('xfrom0to2{\pi}');%加图形标题
xlabel('VariableX');%加X轴说明
ylabel('VariableY');%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(4{\pi}x)');
legend(‘y1’,’y2’)%加图例
2.坐标控制
axis函数的调用格式为:
axis([xminxmaxyminymaxzminzmax])
axis函数功能丰富,常用的格式还有:
axisequal:
纵、横坐标轴采用等长刻度。
axissquare:
产生正方形坐标系(缺省为矩形)。
axisauto:
使用缺省设置。
axisoff:
取消坐标轴。
axison:
显示坐标轴。
例如:
给坐标加网格线用grid命令来控制。
gridon/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。
boxon/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
在同一坐标中,可以绘制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)
gridon;%加网格线
boxon;%加坐标边框
axisequal%坐标轴采用等刻度
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m×n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个区为当前活动区。
在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。
例如:
在一个图形窗口中以子图形式同时绘制正弦、余弦、正切、余切曲线。
程序如下:
x=linspace(0,2*pi,60);
y=sin(x);z=cos(x);
t=sin(x)./(cos(x)+eps);ct=cos(x)./(sin(x)+eps);
subplot(2,2,1);
plot(x,y);title('sin(x)');axis([0,2*pi,-1,1]);
subplot(2,2,2);
plot(x,z);title('cos(x)');axis([0,2*pi,-1,1]);
subplot(2,2,3);
plot(x,t);title('tangent(x)');axis([0,2*pi,-40,40]);
subplot(2,2,4);
plot(x,ct);title('cotangent(x)');axis([0,2*pi,-40,40]);
其他二维图形
其他坐标系下的二维数据曲线图
1.对数坐标图形
MATLAB提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数,调用格式为:
semilogx(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
semilogy(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
loglog(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
例绘制y=10x2的对数坐标图并与直角线性坐标图进行比较。
程序如下:
x=0:
0.1:
10;
y=10*x.*x;
subplot(2,2,1);plot(x,y);title('plot(x,y)');gridon;
subplot(2,2,2);semilogx(x,y);title('semilogx(x,y)');gridon;
subplot(2,2,3);semilogy(x,y);title('semilogy(x,y)');gridon;
subplot(2,2,4);loglog(x,y);title('loglog(x,y)');gridon;
2.极坐标图
polar函数用来绘制极坐标图,其调用格式为:
polar(theta,rho,选项)
其中theta为极坐标极角,rho为极坐标矢径,选项的内容与plot函数相似。
例4-11绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图,并标记数据点。
程序如下:
t=0:
pi/50:
2*pi;
r=sin(t).*cos(t);
polar(t,r,'-*');
二维统计分析图
在MATLAB中,二维统计分析图形很多,常见的有条形图、阶梯图、杆图和填充图等,所采用的函数分别是:
bar(x,y,选项):
画条形图
stairs(x,y,选项):
画阶梯图
stem(x,y,选项):
画离散序列数据图
例分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线y=2sin(x)。
程序如下:
x=0:
pi/10:
2*pi;
y=2*sin(x);
subplot(2,2,1);bar(x,y,'g');
title('bar(x,y,''g'')');axis([0,7,-2,2]);
subplot(2,2,2);stairs(x,y,'b');
title('stairs(x,y,''b'')');axis([0,7,-2,2]);
subplot(2,2,3);stem(x,y,'k');
title('stem(x,y,''k'')');axis([0,7,-2,2]);
subplot(2,2,4);fill(x,y,'y');
title('fill(x,y,''y'')');axis([0,7,-2,2]);
ll(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…):
填充图形
MATLAB提供的统计分析绘图函数还有很多,例如,用来表示各元素占总和的百分比的饼图、复数的相量图等等。
例绘制图形:
(1)某企业全年各季度的产值(单位:
万元)分别为:
2347,1827,2043,3025,试用饼图作统计分析。
(2)绘制复数的相量图:
7+2.9i、2-3i和-1.5-6i。
程序如下:
subplot(1,2,1);
pie([2347,1827,2043,3025]);
title('饼图');
legend('一季度','二季度','三季度','四季度');
subplot(1,2,2);
compass([7+2.9i,2-3i,-1.5-6i]);
title('相量图');