1、Matlab與系統(tǒng)仿真,1,MATLAB提供了強(qiáng)大的圖形繪制功能，用戶只需制定繪圖方式，并提供充足的繪圖數(shù)據(jù)，即可以得到所需的圖形。,五、繪圖功能與技巧,Matlab與系統(tǒng)仿真,2,（一）二維圖形繪制 （二）三維圖形繪制 （三）圖形可視編輯工具,主要內(nèi)容,Matlab與系統(tǒng)仿真,3,（1）簡(jiǎn)單二維圖形繪制 （2）特殊二維圖形繪制 （3）二維圖形的修飾函數(shù) （4）圖形窗口的控制與表現(xiàn) （5）二維圖形繪制流程（總結(jié)）,（一）二維圖形繪制,Matlab與系統(tǒng)仿真,4,1. Plot(y) 當(dāng)y為一向量，以y的序號(hào)作為X軸，按向量y得值繪制曲線。,（1）繪制簡(jiǎn)單的二維圖形,2. Plot(x,y) x

2、，y均為向量，以x為X軸，y為Y軸繪制曲線（x,y等長(zhǎng)）。,3. Plot(x,y ,option ) 曲線的屬性（顏色、粗細(xì)。）由option 確定。,Matlab與系統(tǒng)仿真,5,option選項(xiàng)：線的類型、標(biāo)記符號(hào)、顏色等。,線寬 LineWidth 例：plot(t,y2,k-,LineWidth,5),Matlab與系統(tǒng)仿真,6,例1 ：,t=0:0.1:pi； plot(t),Matlab與系統(tǒng)仿真,7,例2 ：繪制出一個(gè)周期內(nèi)的正弦曲線,*語(yǔ)句命令及繪圖結(jié)果： t=0:0.1:2*pi; y=sin(t); plot(t,y),Matlab與系統(tǒng)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與系統(tǒng)仿真,9,1.常用調(diào)用格式,（2）繪制特殊二維圖形,Matlab與系統(tǒng)仿真,10,例：, t=-pi:0.3:pi; y=1./(1+exp(-t); plot(t,y);,嘗試： stem(t,y); polar(t,y); stairs(t,y); ,Matlab與系統(tǒng)仿真,11,Matlab與系統(tǒng)仿真,12,給定函數(shù)的曲線繪制,Plot()函數(shù)可以容易地繪制顯式表達(dá)式的函數(shù)， 但隱函數(shù)曲線如何

4、繪制？,按常規(guī)： 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與系統(tǒng)仿真,13,ezplot ( )函數(shù), ezplot(x2+3*y2-5),Matlab與系統(tǒng)仿真,14,MATLAB提供圖形函數(shù)，專門用于對(duì)由plot命令所畫 圖形進(jìn)行修飾。,（3）二維圖形的修飾函數(shù),函數(shù)并非圖形修飾唯一方法菜單、右鍵快捷菜單、屬性設(shè)置頁(yè)也可以。,Matlab與系統(tǒng)仿真,15,1. 坐標(biāo)軸范圍的設(shè)定：axis(Xmin,Xmax,Ymin,Ymax),2. 加

5、坐標(biāo)軸名稱： xlabel(string)， ylabel(string),3. 給圖形加標(biāo)題： title(string),4. 加圖例標(biāo)注 ： legend(string1, string2,),5. 加網(wǎng)格： grid on , grid off,6. 加普通標(biāo)注： gtext(string),在彈出的圖形窗口中， 選擇地點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)。,Matlab與系統(tǒng)仿真,16,Matlab與系統(tǒng)仿真,17,例：原圖, t=0:0.1:2*pi; y1=sin(t); y2=cos(t); plot(t,y1,r:,t,y2,g*),Matlab與系統(tǒng)仿真,18,將圖形的x軸的大小范圍限定在0,2p

6、i之間， y軸的大小范圍限定在-2,2之間； 2) x、y坐標(biāo)軸分別標(biāo)注為“弧度值”、“函數(shù)值”； 3) 圖形標(biāo)題標(biāo)注為“正弦曲線和余弦曲線”； 4) 添加圖例標(biāo)注，標(biāo)注字符分別為“y1”、“y2”； 5) 給圖形添加網(wǎng)格線； 6) 在兩條曲線上分別標(biāo)注文本“y1=sin(t)”、 “y2=cos(t)”。,要求：進(jìn)一步修飾例2.16的圖形，實(shí)現(xiàn)以下要求：,Matlab與系統(tǒng)仿真,19,解：,help line line(起點(diǎn)橫坐標(biāo)，終點(diǎn)橫坐標(biāo),起點(diǎn)縱坐標(biāo)，終點(diǎn)縱坐標(biāo))， 例:line(1,2,3,4)將畫出（1,3）到(2,4)的一條直線，而不是(1,2)到(3,4)。,Matlab與系統(tǒng)仿

7、真,20,最后結(jié)果（注意gtext指令 ）：,要產(chǎn)生這個(gè)箭頭， 一.可以insetarrow 二.可以通過函數(shù)實(shí)現(xiàn)，詳見補(bǔ)充知識(shí)的文件夾，如下圖,請(qǐng)大家看 同學(xué)備注,Matlab與系統(tǒng)仿真,21,1. 創(chuàng)建或打開圖形窗口,（4）圖形窗口的控制與表現(xiàn),在命令窗口運(yùn)行繪圖指令，自動(dòng)創(chuàng)建（當(dāng)前窗口，唯一）； Figure命令，創(chuàng)建另一窗口（當(dāng)前），保留原窗口； 菜單建立新窗口； Clf命令，清除當(dāng)前窗口所有內(nèi)容,Matlab與系統(tǒng)仿真,22,圖形重疊（同一坐標(biāo)系中繪制多幅圖形）,（1）Plot命令會(huì)清屏，但可在一個(gè)plot命令中實(shí)現(xiàn) ：,Plot(x,y1,option1, x,y2,option2

8、,) x為公共X軸，分別以y1, y2為Y軸繪制多條曲線， 每條曲線的屬性由相應(yīng)的option 確定。,Matlab與系統(tǒng)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與系統(tǒng)仿真,24,思考：但很多實(shí)驗(yàn)情況下，實(shí)際上是對(duì)同一個(gè)變量進(jìn)行測(cè)量，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖比較。,Matlab與系統(tǒng)仿真,25,（2） hold on、 hold off指令,hold on：保留當(dāng)前窗口圖形； 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與系統(tǒng)仿真,26,3. 圖形窗口分割,利用subplot()函數(shù)將整個(gè)圖形窗口分割成若干個(gè)子圖形部分，然后在每個(gè)部分用不同函數(shù)繪制不同曲線。,subplot(m,n,p) ：將當(dāng)前窗口分割成m行、n列，并且當(dāng)前在其中的第p個(gè)區(qū)域繪圖。 繪圖區(qū)域編號(hào)原則：“從左到右，從上到下”。 允許每個(gè)子窗口不同的坐標(biāo)系。,Matlab與系統(tǒng)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與系統(tǒng)仿真,28,MATLAB圖形窗口控制函數(shù)（匯總）,Matlab與系統(tǒng)仿真,29,（5）二維圖形繪制流程圖,輸入圖形顯示的 相關(guān)函數(shù),選擇圖形顯示區(qū)域,調(diào)用相關(guān)的繪圖指令,設(shè)置圖形的屬性,圖形的修飾,保存打印輸出,Matlab與系統(tǒng)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);,相關(guān)函數(shù),圖形顯示區(qū)域,繪圖指令、屬性設(shè)置,圖形修飾,舉例：,Matlab與系統(tǒng)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與系統(tǒng)仿真,32,例：可以用subplot()函數(shù)將整個(gè)圖形窗口分割成若干個(gè)子圖形部分，然后在每個(gè)部分用不同函數(shù)繪制不同曲線。, 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與系統(tǒng)仿真,33,（二）三維圖形繪制,（1）三維曲線的基本繪圖 （2）三維網(wǎng)格曲面的繪制 （3）圖像顯示與處理,Matlab與系統(tǒng)仿真,34,調(diào)用格式 Plot3(x1,y1,z1,option1, x2,y2,z2,option2,),（1）三維曲線的基本繪圖,參數(shù)意義與二維繪圖命令相似。 以逐點(diǎn)連折線的方式繪制三維折線圖，當(dāng)各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的間距較小時(shí)，繪制的即三維曲線。 也可用各種特殊繪圖函數(shù)。 也可用各種圖形修飾函數(shù)，但要求多考慮一個(gè)Z軸方向。,Matlab與系統(tǒng)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：三維螺旋線繪制。,Matlab與系統(tǒng)仿真,36,三維網(wǎng)格曲面圖所構(gòu)成的網(wǎng)格狀表面由X-Y平面上的矩形柵格及相應(yīng)的Z坐標(biāo)構(gòu)成，相鄰點(diǎn)之間用直線連接。,（2）三維網(wǎng)格曲面的繪制,等高圖 密度圖 建筑立面 。,對(duì)于顯示大型數(shù)據(jù)矩陣或雙變量的函數(shù)是很有用。,Matlab與系統(tǒng)仿真,37,即定義四邊形各個(gè)頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)值；,1. 柵格數(shù)據(jù)點(diǎn)的產(chǎn)生,一般先知道（x,y)，再利用函數(shù)公式計(jì)算z的坐標(biāo)； 二維坐標(biāo)（x,y)是種柵格形的數(shù)據(jù)點(diǎn)，由meshgrid命令產(chǎn)生。,格式 meshgrid(x,y) :x,y是向量，表示坐標(biāo)范圍。,Matlab與系統(tǒng)仿真,3

15、8,x=-2:0.1:2; y=x; X,Y=meshgrid(x,y) ;,例,Matlab與系統(tǒng)仿真,39,2. 繪制三維網(wǎng)格曲面,Matlab與系統(tǒng)仿真,40,Z=X.*exp(-X.2-Y.2); mesh(X,Y,Z) grid on,Matlab與系統(tǒng)仿真,41,例：繪制由函數(shù) 表示的曲面圖形 。,Matlab與系統(tǒng)仿真,42,Matlab與系統(tǒng)仿真,43,imread() 讀取放在當(dāng)前工作目錄中的圖像文件函數(shù)， 保存為3維數(shù)組數(shù)據(jù)； image () 讀取保存的3維圖像數(shù)據(jù)并顯示圖像。,（3）圖像顯示與處理,例： W=imread(pic.jpg); 圖形文件存當(dāng)前目錄 imag

16、e(W),Matlab與系統(tǒng)仿真,44,W是三維數(shù)據(jù)，由三層矩陣疊放而成，分別存放表示紅、綠、藍(lán)三原色分量。,嘗試：改變圖片的色調(diào)？ 1）將照片變?yōu)辄S顏色基調(diào)； 2）將照片變?yōu)榈灼Ч?Matlab與系統(tǒng)仿真,45,W(:,:,3)=0; image(W),image(uint8(255-double(W),Matlab與系統(tǒng)仿真,46,（三） MATLAB的圖形可視化編輯工具,圖形管理窗口除了簡(jiǎn)單的顯示圖形功能外，本身就是一個(gè) 功能強(qiáng)大的圖形可視編輯工具，可實(shí)現(xiàn)的功能主要有：,1) 通用的圖形文件管理功能，如保存、打開、新建圖形文件等； 2) 通用的圖形效果編輯功能，如圖形放大、縮小、旋轉(zhuǎn)

17、、對(duì)齊等； 3) 圖形對(duì)象插入功能，如插入坐標(biāo)軸名稱、圖形標(biāo)題、圖例標(biāo)注、 線段、文字等； 4) 獨(dú)立地設(shè)置窗口中各圖形對(duì)象屬性功能，如線段的類型、顏色、 粗細(xì)等。,Matlab與系統(tǒng)仿真,47,（1）選擇菜單insert,三種編輯圖形方法：,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與系統(tǒng)仿真,48,單擊圖形窗口工具欄中的編輯圖標(biāo)（箭頭）即可進(jìn)入圖形編輯狀態(tài)。,（2）右鍵快捷菜單,用戶任意選擇特性對(duì)

18、象，出現(xiàn)選中標(biāo)志，單擊右鍵，可進(jìn)行選項(xiàng)設(shè)置。,2012a,Matlab與系統(tǒng)仿真,49,在方法（2）的快捷菜單中，選擇“屬性”項(xiàng)，可進(jìn)行如下設(shè)置環(huán)境：,（3）“屬性”菜單項(xiàng),鼠標(biāo)在圖形中非圖形對(duì)象區(qū)域單擊，將顯示圖形修飾對(duì)話框：,Matlab與系統(tǒng)仿真,50,Matlab與系統(tǒng)仿真,51,Matlab與系統(tǒng)仿真,52,第二章回顧,2.1 MATLAB的工作環(huán)境,MATLAB程序主界面 ： 菜單、工具欄、命令窗口、 當(dāng)前路徑瀏覽器、工作空間瀏覽器、 命令歷史瀏覽器,Matlab與系統(tǒng)仿真,53,MATLAB兩種編程方式比較,文本編輯窗口 ：,Matlab與系統(tǒng)仿真,54,2.2 MATLAB語(yǔ)言的基本元素,變量： 變量的命名應(yīng)遵循如下規(guī)則,賦值語(yǔ)句,矩陣的表示：一般、等差輸入、特殊 、矩陣元素,Matlab與系統(tǒng)仿真,55,2.3 矩陣的運(yùn)算,代數(shù)運(yùn)算,Matlab與系統(tǒng)仿真,56,函數(shù)運(yùn)算,prod（A）,min（A）,Matlab與系統(tǒng)仿真,57,數(shù)組（元素群）運(yùn)算,Matlab與系統(tǒng)仿真,58,關(guān)系運(yùn)算,Matlab與系統(tǒng)仿真,59,邏輯運(yùn)算,Matlab與系統(tǒng)仿真,60,2.4 MATLAB的程序流程控制,循環(huán)控制結(jié)構(gòu),條件轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu),Matlab與系統(tǒng)仿真