中国矿业大学 实验六MATLAB数据可视化.docx

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中国矿业大学实验六MATLAB数据可视化

实验六MATLAB数据可视化

一、实验目的

掌握MATLAB二维、三维图形绘制，掌握图形属性的设置和图形修饰；掌握图像文件的读取和显示。

二、实验内容

（1）二维图形绘制。

（2）三维曲线和三维曲面绘制。

三、实验步骤

1．二维图形绘制

（1）二维图形绘制主要使用函数plot。

>>clearall;

>>x=linspace（0,2*pi,100）;

>>y1=sin（x）;

>>plot（x,y）

>>holdon

>>y2=cos（x）

>>plot（x,y）

>>holdoff

注：

holdon用于保持图形窗口中原有的图形，holdoff解除保持。

（2）函数plot的参数也可以是矩阵。

>>closeall

>>x=linspace（0,2*pi,100）;

>>y1=sin（x）;

>>y2=cos（x）;

>>A=[y1;y2]';

>>B=[x;x]'

>>plot（B,A）

（3）选用绘图线形和颜色。

>>closeall

>>plot（x,y1,'g+',x,y2,'r:

'）

>>gridon

（4）添加文字标注。

>>title（'正弦曲线和余弦曲线'）

>>ylabel（'幅度'）

>>xlabel（'时间'）

>>legend（'sin（x）','cos（x）'）

>>gtext（'\leftarrowsinx'）

（5）修改坐标轴范围。

>>axisequal

>>axisnormal

>>axis（[0pi01.5]）

程序如下：

x=linspace（0,2*pi,100）;

y1=sin（x）;

y2=cos（x）;

A=[y1;y2]';

B=[x;x]'

plot（B,A）

plot（x,y1,'g+',x,y2,'r:

'）

axisequal

axisnormal

axis（[0pi01.5]）

gridon

title（'正弦曲线和余弦曲线'）

ylabel（'幅度'）

xlabel（'时间'）

legend（'sin（x）','cos（x）'）

gtext（'\leftarrowsinx'）

（6）子图和特殊图形绘制。

>>subplot（2,2,1）

>>t1=0:

0.1:

3;

>>y1=exp（-t1）;

>>bar（t1,y1）;

>>subplot（2,2,2）

>>t2=0:

0.2:

2*pi;

>>y2=sin（t2）;

>>stem（t2,y2）;

>>subplot（2,2,3）

>>t3=0:

0.1:

3;

>>y3=t3.^2+1;

>>stairs（t3,y3）;

>>subplot（2,2,4）

>>t4=0:

.01:

2*pi;

>>y4=abs（cos（2*t4））;

>>polar（t4,y4）;

提示：

二维图形绘制按照以下的步骤进行

（1）产生曲线的数据；

（2）选择合适的线形、标记、颜色（正弦曲线为红色，余弦曲线为紫色）；

（3）添加图例及文字说明信息；

（4）添加坐标轴说明与图标题。

2.三维曲线和三维曲面绘制

（1）三维曲线绘制使用plot3函数。

绘制一条空间螺旋线：

>>z=0:

0.1:

6*pi;

>>x=cos（z）;

>>y=sin（z）;

>>plot3（x,y,z）;

（2）三维曲面图的绘制：

MATLAB绘制网线图和网面图的函数分别是mesh（）和surf（），

其具体操作步骤是：

①用函数meshgrid（）生成平面网格点矩阵[X,Y]；

②由[X,Y]计算函数数值矩阵Z；

③用mesh（）绘制网线图，用surf（）绘制网面图。

绘制椭圆抛物面：

>>clearall,closeall;

>>x=-4:

0.2:

4;

>>y=x;

>>[X,Y]=meshgrid（x,y）;

>>Z=X.^2/9+Y.^2/9;

>>mesh（X,Y,Z）;

>>title（'椭圆抛物面网线图'）

>>figure

（2）

>>surf（X,Y,Z）;

>>title（'椭圆抛物面网面图'）

绘制阔边帽面：

>>clearall,closeall;

>>x=-7.5:

0.5:

7.5;

>>y=x;

>>[X,Y]=meshgrid（x,y）;

>>R=sqrt（X.^2+Y.^2）+eps;%避开零点，以免零做除数

>>Z=sin（R）./R;

>>mesh（X,Y,Z）;

>>title（'阔边帽面网线图'）

>>figure

（2）

>>surf（X,Y,Z）;

>>title（'阔边帽面网面图'）

练习：

考虑以下问题：

设

求定义域x=[-2,2]，y=[-2,2]内的z值（网格取0.1）。

请把z的值用网线图形象地表示出来。

三、实验体会

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。

subplot（m,n,p）函数为分割图形窗口的函数，可以在一个窗口中绘制多幅图形，已达到对比、节省空间的目的。

可以用mesh（x,y,z）、surf（x,y,z）函数绘制三维曲面。

MATLAB定义的NaN常数可以用于表示那些不可使用的数据，利用这种特性，可以将图形中需要裁剪部分对应的函数值设置成NaN。

总之，通过这次实验，我学会了运用matlab绘制各种图形。

能更直观的、确切的了解函数的含义，为以后学习打下了良好的基础。