matlab7课程教学课件第6章matlab绘图基础

1、MATLAB 7.0从入门到精通主要讲述内容第1章 MATLAB简介第2章 数值运算第3章 单元数组和结构第4章 字符串第5章 符号运算第6章 MATLAB绘图基础第7章 程序设计第8章 计算方法的MATLAB实现第9章 优化设计第10章 Simulink仿真初探第6章 MATLAB绘图基础6.1二维绘图plot(y)命令中y可以是向量、实数矩阵或复数向量。当y是向量时，绘制的图形以向量索引(1)为横坐标值(起点为1)、以向量元素的值为纵坐标值(横标为点的个数)。 t=1:0.1:10; y=sin(t); plot(y) t=0:0.1:10; y=sin(t); plot(y) t=1:1

2、:10; y=sin(t); plot(y) t=0:1:10; y=sin(t); plot(y) t=1:0.1:10; y=sin(t); plot(t,y) t=1:1:10; y=sin(t); plot(t,y)用plot(y)命令绘制矩阵。则绘制矩阵列向量对其坐标索引(1)的图形。 y=0 1 2;2 3 4;5 6 7; plot(y) y=3 2 6;4 3 9;5 8 7; plot(y)用plot(y)命令绘制复向量。则plot(y)相当于plot(real(y),imag(y)。 x=1:100; y=2:2:200; z=x+y.*i; plot(z) x=1:100

3、; y=1/10.*x.2; z=x+y*i; plot(z) x=1 5 2 7 8 3; y=3 2 1 3 4 9; z=x+y*i; plot(z) x=6 3 7 4 5 2 1; y=2 7 3 1 3 2 4; z=x+y*i; plot(z) z=0.1+0.9i; n=0:0.01:10; plot(z.n)plot(x,y)中x，y均可为向量和矩阵。x,y均为n维向量时，绘制向量y对向量x的图形，即以x为横坐标，y为纵坐标。x为n维向量，y为mn或nm的矩阵时，该命令将在同一图内绘得m条不同颜色的连线。x为公共横标，y为纵标。x,y均为mn矩阵时，将绘得n条不同颜色的连线。

4、用plot(x,y)绘制双向量。 x=-2*pi:0.1:2*pi; y=sin(x)+2; plot(x,y)用plot(x,y)绘制向量和矩阵。 x=0:0.1:10; y=sin(x)+2;cos(x)+1; plot(x,y)用plot(x,y)绘制双矩阵。以x矩阵的第i列分量作为横坐标，矩阵y的第i列分量为纵标，绘得第i条连线。 x=1 2 3;4 5 6;7 8 9;2 3 4;5 6 7; y=2 4 5;3 6 7;4 6 8;1 3 5;2 6 3; plot(x,y)用plot(x,y,s)绘制不同的线型、点标和颜色的图形，其中s为字符，控制线型。x=0:0.1:10;y1

5、=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,dm,x,y2,-b)例：在区间0,4pi上，绘制函数下列函数的图形，两图采用不同形式的线型。 x=0:0.01:4*pi; y1=exp(-x/3).*sin(3*x); y2=exp(-x/3); y3=-exp(-x/3); plot(x,y1,x,y2,-.b,x,y3,-.r) grid on6.2 三维绘图1、三维曲线图命令plot3 t=0:0.01:10*pi; x=sin(t); y=cos(t); z=t; plot3(x,y,z)用plot3命令绘制向量 t=0:0.01:2*pi; x=sin(t) sin(t)

6、sin(t); y=cos(t) cos(t) cos(t); z=(sin(t).2+(cos(t).2 (sin(t).2+(cos(t).2+1 (sin(t).2+(cos(t).2+3; plot3(x,y,z)2、三维网格图命令mesh与三维曲面图命令surfmeshc与surfc功能在三维图的下面画等高线，meshz功能在三维图下画边界。waterfall命令用于绘制形似瀑布流水形状的网线图。 x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); mesh(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); meshc(z) x

7、,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); meshz(z) x=-4:0.1:4; y=x; m=ones(size(y)*x; n=y*ones(size(x); p=sqrt(m.2+n.2)+eps; z=sin(p)./p; mesh(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); surf(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); surfc(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); waterfall(z)6.3特殊图形绘制(1)bar命

8、令绘制二维垂直条形图，用垂直条形显示向量或矩阵中的值。bar(y)为每一个y中元素画一个条状。bar(x,y)在指定的横坐标x上画出y，其中x为严格单增的向量。若y为矩阵，则bar把矩阵分解成几个行向量，在指定的横坐标处分别画出。bar(x,y,width)设置条形的相对宽度和控制在一组内条形的间距。默认值为0.8，如用户没指定x，则同一组内的条形有很小的间距，若设置为1，则同组的条形相互接触。bar(x,y,color)定义条形颜色。bar(x,y,style)用style定义条形类型，可以取值group或stack。其中group为默认的显示模式，表示若y为n*m阶的矩阵，则bar显示n组

9、，每组有m个垂直条形的条形图。stack表示对矩阵y的每一个行向量显示在一个图形中，条形的高度为该行向量中的分量和。其中同一条图中的每个分量用不同的颜色显示出来，从而可以显示每个分量在向量中的分布。barh为绘制水平条状图。例：bartu y=4 1 2;9 4 2;9 8 6;4 0 3;9 1 2; bar(y,r) bar(y,g)(2)bar3命令绘制三维垂直条形图，用垂直条形显示向量或矩阵中的值。bar3(z)为每一个z中元素画一个条状，y为1:N。bar3(y,z)绘制三维条状图，y必须单调增加。bar3(y,z,width)设置条形的相对宽度和控制在一组内条形的间距。默认值为0.

10、8，如用户没指定x，则同一组内的条形有很小的间距，若设置为1，则同组的条形相互接触。bar3(y,z,style)用style定义颜色或条形类型，可以取值group或stack或detach。其中group为默认的显示模式，stack表示对矩阵y的每一个行向量显示在一个图形中， detach形状分开。bar3h为绘制水平条状图。例：bar3tu。 y=4 1 2;9 4 2;9 8 6;4 0 3;9 1 2; bar3(y,r) bar3(y,g)(3)pie命令绘制二维饼图。pie(x)绘制向量x的饼图，向量x中的每一个元素就是饼图中的一个扇形。pie(x,explode)参数explod

11、e和向量x是同维矩阵，如果其中有非零的元素，x矩阵中对应的位置元素在饼图中对应的扇形将向外移出，加以突出。pie(x,labels)参数labels用来定义对应扇形的标签。例：pietu(4)pie3命令绘制三维饼图。pie3(x)绘制向量x的三维饼图，向量x中的每一个元素就是饼图中的一个扇形。pie3(x,explode)参数explode和向量x是同维矩阵，如果其中有非零的元素，x矩阵中对应的位置元素在饼图中对应的扇形将向外移出，加以突出。pie3(x,labels)参数labels用来定义对应扇形的标签。例：pie3tu(5)contour命令绘制二维等高线图。contour(z)绘制表

12、达式z的二维等高线图。contour(z,n)参数n控制等高线的条数。contour(z,v)参数v是一个输入向量，等高线条数等于该向量的长度，而且等高线的数值等于对应向量的元素数值。clabel(c,h)旋转标签并将它们插到等值线中。该函数只插入那些在等值线图中合适的标签，它决定于等值线图的大小。clabel(c,h,manual)将等值线值标在鼠标选定的位置上，回车结束标注。例：contourtu、clabeltu(6)cylinder命令绘制圆柱图形。x,y,z=cylinder返回一个半径和高度均为1的圆柱体的x,y,z轴的坐标值，圆柱体的圆周有20个距离相同的点。x,y,z=cyli

13、nder(r)返回一个半径为r，高度为1的圆柱体的x,y,z轴的坐标值，圆柱体的圆周有20个距离相同的点。x,y,z=cylinder(r,n)返回一个半径为r，高度为1的圆柱体的x,y,z轴的坐标值，圆柱体的圆周有n个距离相同的点。例：cylindertu(7)sphere命令绘制球体。sphere绘制三维直角坐标系中单位球体，该球体由20*20个面组成。sphere(n)绘制三维直角坐标系中单位球体，该球体由n*n个面组成。例： spheretu6.4 图形格式控制1、grid on(grid off)与hold on(hold off)grid控制网格的打开与关闭，hold on与hol

14、d off控制多图是否画在同一个图上，如果是hold off则最后一个图替换前面所有的图。 x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on grid off（默认状态） x=0:0.1:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1) plot(x,y2) x=0:0.1:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1) hold on plot(x,y2) x=-1:0.01:1; y1=3+exp(-x).*sin(

15、6*x); y2=4+exp(-x).*cos(6*x); plot(0.1+0.9i).(0:0.01:10) hold on plot(y1,y2) grid on gtext(y2相对y1) gtext(z虚部相对实部) x=0:0.1:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1) hold on plot(x,y2) grid on2、坐标轴标注和图形标题xlabel (string,property name,.)xlabel (fname)ylabel (string,property name,.)ylabel (fname)title(strin

16、g,property name,.)title(fname)其中string是标注所用的说明语句，fname是一个函数名，系统要求该函数必须返回一个字符串作为标注语句。 x=0:0.01:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) xlabel(x(0-2pi) ylabel(y=sin(x) title(正弦函数)用文本标注图形text(x,y,string,propertyname,.)gtext(string1,string2,.)text要指清标注位置，gtext命令后会在图上出现个十字符号，可以把标注标在鼠标任意能达到的地方。图例标注legend(string1,string

17、2,.) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) text(pi/2,1,x=pi/2,y=1) text(pi,0,x=pi,y=0) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) text(pi/2,1,x=pi/2,y=1) text(pi,0,x=pi,y=0) hold on plot(pi/2,1,*) hold on plot(pi,0,o) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) gtext(x=pi/2,y=1) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,

18、y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,2)后面的数字表示图例在图上的位置。详细见教材。1，2，3，4表示标注在四个角上，先从右上角开始，逆时针排列。0是自动定位，使得图标与图形重叠最少。不加默认为1。 x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,1) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,3) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x

19、); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,4) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,0) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos)3、坐标轴控制axis(xmin xmax ymin ymax)axis 控制字符串，字符串为auto时是自动模式，使得坐标轴范围能容纳下所有的图形；字符串为manual时以当前的坐标范围限定图形的绘制，此后使

20、用hold on命令再次绘图时保持坐标轴范围不变；字符串为tight时将坐标范围限制在指定的数据范围内。用于控制坐标轴的范围。box on和box off用来控制图形四周能否显示坐标。axis square坐标轴为方形。axis equal横纵坐标刻度标准相同。 x=-pi:0.01:pi; y1=sin(x); y2=2*cos(x); plot(x,y1) axis manual hold on plot(x,y2,r) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on

21、 box off t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) axis square t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) axis equal t=0:0.01:2*pi; y=cos(t); plot(t,y) t=0:0.01:2*pi; y=cos(t); plot(t,y) axis square t=0:0.01:2*pi; y=cos(t); plot(t,y) axis equal4、子图su

22、bplot(m,n,i)plot(xi,yi)在m*n个窗口的第i个窗口绘制yi=f(xi)的图形。 x=0:0.01:pi/2; y1=sin(x); y2=cos(x);y3=tan(x);y4=cot(x); subplot(2,2,1);plot(x,y1); title(y=sin(x) subplot(2,2,2);plot(x,y2); title(y=cos(x) subplot(2,2,3);plot(x,y3); title(y=tan(x) axis(0 pi/2 0 10) subplot(2,2,4);plot(x,y4); title(y=cot(x) axis(0

23、 pi/2 0 10)5、图形数据取点x,y=ginput(n)可通过鼠标选取n个点，它们的坐标值保存在x,y中，可通过回车结束取点。x,y=ginput取点数目不受限制，它们的坐标保存在x,y中，通过回车结束取点。 x=0:0.01:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) m,n=ginput(2)m = 2.3629 3.8468n = 0.7105 -0.6520 hold on plot(m,n,or) text(m(1),n(1),m(1)=,num2str(m(1),n(1)=,num2str(n(1) text(m(2),n(2),m(2)=,num2str(m(2)

24、,n(2)=,num2str(n(2) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x)+sin(2*x)-cos(3*x); h=plot(x,y); x=get(h,XData); y=get(h,YData); imin=find(min(y)=y); imax=find(max(y)=y); hold on text(x(imin),y(imin),minimum=,num2str(y(imin); hold ontext(x(imax),y(imax),maximum=,num2str(y(imax);6、多轴曲线图多轴曲线图采用plotyy命令。 x=0:0.01:20; y1=10

25、0*exp(-0.05*x).*sin(x); y2=exp(-0.5*x).*sin(10*x); ax,h1,h2=plotyy(x,y1,x,y2); ylabel(left yaxis) axes(ax(2) ylabel(right yaxis) set(h1,linestyle,-)6.5三维图形的编辑(1)设置背景颜色在MATLAB中，设置图形背景颜色的命令是colordef。colordef white将图形背景设为白色；colordef black将图形背景设为黑色；colordef none将图形背景和图形窗口的颜色设为默认颜色；colordef(fig.color_opt

26、ion)将图形句柄fig图形的背景由color_option指定设置。例： colordeftu(2)在MATLAB中，caxis命令的主要功能是设置数值轴的颜色。caxis(cmin cmax)在区间范围内对应的颜色给图形着色。例：caxistu(3)在MATLAB中，colorbar命令的主要功能是显示指定颜色刻度的颜色标尺。colorbar更新最近生成的颜色标尺，如果当前坐标轴系统中没有任何颜色标尺，则在图形的右侧显示一个垂直的颜色标尺；colorbar(vert)添加一个垂直的颜色标尺到当前的坐标轴系统中；colorbar(horiz)添加一个水平的颜色标尺到当前的坐标轴系统中。例：c

27、olorbartu(4)在MATLAB中，shading命令设置图形颜色的着色方式。shading flat使用平滑方式着色。网格图的某条线段，或者曲面图中的某整个贴片都是一种颜色，该颜色取自线段的两端，或者该贴片四顶点中下标最小那点的颜色；shading interp使用插值方式着色。使用网格图线段，或者曲面图贴片上各点的颜色由该线段两端，或者该贴片四顶点的颜色线性插值而得；shading faceted以平面为单位进行着色，是系统默认的着色方式。例：shadingtu(5)在MATLAB中，light命令是为图形建立光源。light(name,value,)其中，name是一些光源的颜色、

28、位置和类型等的变量名。例：lighttu(6)MATLAB还提供设置曲面光源模式的lighting命令，该命令可以显示不同的照明模式，但是必须在light命令执行后才能起作用。lihgting flat平面模式，系统默认，入射光均匀洒落在图形对象的每个面上；lihgting gouraud点模式，先对顶点颜色进行插补，再对顶点勾画的面色进行插补；lihgting phong对顶点处法线插值，再计算像素的反光，效果好费时间；lihgting none关闭所有光源。例：lightingtu(7)MATLAB中，material命令可以控制光照效果的材质属性，也就是设置图形表面对光照反射的模式。material shiny使对象比较明亮，镜反射份额较大，反射光的颜色取决于光源的颜色；material dull使对象比较暗淡，漫反射份额较大，反射光的颜色取决于光源的颜色；material metal使对象有金属光泽，反射光的颜色取决于光源的颜色和图形表面的颜色，这是MATLAB内部的默认设置；material default返回到MATLAB中的默认设置。例：materia