MATLAB计算结果可视化.docx

《MATLAB计算结果可视化.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB计算结果可视化.docx（11页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考第六章 MATLAB运算结果可视化6.1 连续函数和离散函数的可视化【例 6-1】用图形表示离散函数y(n16)；n=0:12;%产生一组自变量数据y=1./abs(n-6);%运算相应点的函数值plot(n,y,r*,MarkerSize,20)%用红花标出数据点grid on%画坐标方格Warning: Divide by zero.10.90.80.70.60.50.40.30.20.1024681012图 6-1 离散函数的可视化【例 6-2】用图形表示连续调制波形t1=(0:11)/11*pi;

2、y1=sin(t1).*sin(9*t1); t2=(0:100)/100*pi;y2=sin(t2).*sin(9*t2);y sin( t) sin( 9t ) ；subplot(2,2,1),plot(t1,y1,r.),axis(0,pi,-1,1),title(子图 (1)subplot(2,2,2),plot(t2,y2,r.),axis(0,pi,-1,1),title(子图 (2) subplot(2,2,3),plot(t1,y1,t1,y1,r.)axis(0,pi,-1,1),title(子图 (3) subplot(2,2,4),plot(t2,y2)axis(0,pi

3、,-1,1),title(子图 (4). (1)1. (2)10.50.500-0.5-0.5-10123. (3)1-10123. (4)10.50.500-0.5-0.5-10123-10123图 6-2 连续函数的图形表现方法不得用于商业用途第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考6.2 二维曲线绘图的基本操作6.2.1 plot 的基本调用格式【例 6-3】用图形表示连续调制波形ysin( t) sin( 9t )及其包络线；t=(0:pi/100:pi);%长度为101 的

4、时间采样列向量y1=sin(t)*1,-1;%包络线函数值，是（101x2）的矩阵y2=sin(t).*sin(9*t);%长度为101 的调制波列向量t3=pi*(0:9)/9; y3=sin(t3).*sin(9*t3);plot(t,y1,r:,t,y2,b,t3,y3,bo)axis(0,pi,-1,1)%掌握轴的范畴10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-100.511.522.53图 6-3【例 6-4】 fplot 与一般绘图指令的绘图成效比较；x,y=fplot(cos(tan(pi*x),-0.4,1.4,0.2e-3);n=length(x); sub

5、plot(1,2,1),plot(x,y)title(fontsize20fontname隶书 泛函绘图指令成效) t=(-0.4:1.8/n:1.4);subplot(1,2,2),plot(t,cos(tan(pi*t)title(fontsize20fontname隶书 等分采样绘图 ) oooooo1ooooo1ooo0.80.80.60.60.40.40.20.200-0.2-0.2-0.4-0.4-0.6-0.6-0.8-0.8-1-1012-1-1012图 6-4 右图曲线中底部有明显绘图缺陷【例 6-5】用图形演示平面上一个方块四个顶点在仿射投影（Affine Projecti

6、on ）下的位置、外形变化；%平面上的四个点和它们构成的方块不得用于商业用途第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考p1=-0.5,0,1;p2=-0.5,1,1;p3=0.5,1,1;p4=0.5,0,1; Sq=p1,p2,p3,p4,p1;%平移投影：沿x 轴移动0.5 ,沿 y 轴移动 1；dx=0.5;dy=1;T=1,0,dx;0,1,dy;0,0,1;%旋转投影：逆时针旋转30 度；th=pi/6;R=cos(th),-sin(th),0;sin(th),cos(th)

7、,0;0,0,1;%刻度投影：x 方向放大到2 倍， y 方向放大到3 倍；alpha=2;beta=3;S=alpha,0,0;0,beta,0;0,0,1;E=eye(3,3);%为编程便利，设计一个单位阵；在它投影下，任何外形都不变；TRS=E,T,R,S;%用元胞数组存放四个变换矩阵ss=r,rd,rp,rh;%用元胞数组存放数据点形设置值 tt=Original Square,Translation,Rotation,Scaling;%用元胞数组存放四张子图的图名for i=1:4W=TRSi*Sq;%进行仿射变换subplot(2,2,i) for k=1:4plot(W(1,k)

8、,W(2,k),ssk);%用不同点形标志四个顶点axis(-3,3,-1,5),axis equalhold on%使以后图形画在当前子图上endendplot(W(1,:),W(2,:)%连接四个顶点使图形封闭grid on%画过坐标格线title(tti)%给子图题写图名hold off%使以后图形不再画在当前子图上Original SquareTranslation442200-4-2024Rotation-2024Scaling442200-4-2024-4-2024图 6-5 仿射投影演示【例 6-6】观看各种轴掌握指令的影响；演示采纳长轴为3.25，短轴为1.15 的椭圆；留意：

9、采纳多子图表现时，图形外形不仅受“掌握指令”影响，而且受整个图面“宽高比”及“子图数目”的影响；t=0:2*pi/99:2*pi;x=1.15*cos(t);y=3.25*sin(t);%y 为长轴， x 为短轴subplot(2,3,1),plot(x,y),axis normal,grid on, title(Normal and Grid on) subplot(2,3,2),plot(x,y),axis equal,grid on,title(Equal)subplot(2,3,3),plot(x,y),axis square,grid on,title(Square) subplot

10、(2,3,4),plot(x,y),axis image,box off,title(Image and Box off) subplot(2,3,5),plot(x,y),axis image fill,box off不得用于商业用途第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考title(Image and Fill)subplot(2,3,6),plot(x,y),axis tight,box off,title(Tight)N ormal and Grid on42Equal2Sq

11、uare420-2-4-202Image and Boxoff00-2-2-4-202-2Image and Fill02Tight1220.5000-2-101-0.5-1-101-2-101图 6-6 各种轴掌握指令的不同影响【例 6-7】绘制二阶系统阶跃响应；clf;t=6*pi*(0:100)/100;y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t); tt=t(find(abs(y-1)0.05);ts=max(tt);subplot(1,2,1),plot(t,y,r-,LineWidth,3),grid on axis(0,6*pi,0.6,max(y)title(y=1e

12、xp(-alpha*t)*cos(omega*t)text(11,1.25,alpha=0.3);text(11,1.15,omega=0.7) hold on;plot(ts,0.95,bo,MarkerSize,10);hold off text(ts+1.5,0.95,ts= num2str(ts)xlabel(t -),ylabel(y -)subplot(1,2,2),plot(t,y,r-,LineWidth,3) axis(-inf,6*pi,0.6,inf)set(gca,Xtick,2*pi,4*pi,6*pi,Ytick,0.95,1,1.05,max(y)grid ont

13、itle(it y = 1 - e -alphatcosomegat) text(13.5,1.2,fontsize12alpha=0.3)text(13.5,1.1,fontsize12omega=0.7)hold on;plot(ts,0.95,bo,MarkerSize,10);hold off cell_string1=fontsize12uparrow;cell_string2=fontsize16 fontname隶书 镇静时间 ;cell_string3=fontsize6 ; cell_string4=fontsize14rmt_s = num2str(ts); text(ts

14、,0.85,cell_string)xlabel(fontsize14 bft rightarrow)ylabel(fontsize14 bfy rightarrow)y=1 Cexp(-alpha*t)*cos(omega*t)alpha=0.31.2omega=0.71.11-ts=9.6133y0.91.28431.051.0.95yy = 1 - e- a t cos w ta =0.3w =0.7-ooo o0.8t s = 9.61330.70.6051015t -6.283212.566418.8496t .图 6-7 二阶阶跃响应图用MATLAB4.x和 5.x 版标识时的差别

15、不得用于商业用途第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考【例 6-8】利用 hold 绘制离散信号通过零阶保持器后产生的波形；t=2*pi*(0:20)/20;y=cos(t).*exp(-0.4*t);stem(t,y,g);hold on;stairs(t,y,r);hold off10.80.60.40.20-0.2-0.401234567图 6-8 离散信号的重构【例 6-9】受热压力容器的期望温度是120 度，期望压力是0.25Mpa ；在同一张图上画出它们的阶跃响应曲线；

16、S1=tf(1 1,1 3 2 1);%温度的传递函数对象模型；S2=tf(1,1 1 1);%压力的传递函数对象模型；Y1,T1=step(S1);%运算阶跃响应Y2,T2=step(S2);%运算阶跃响应plotyy(T1,120*Y1,T2,0.25*Y2,stairs,plot)2000.41000.200024681012141618图 6-9 双纵坐标图演示【例 6-10】演示 subplot 指令对图形窗的分割；clf;t=(pi*(0:1000)/1000); y1=sin(t);y2=sin(10*t);y12=sin(t).*sin(10*t); subplot(2,2,1

17、),plot(t,y1);axis(0,pi,-1,1)subplot(2,2,2),plot(t,y2);axis(0,pi,-1,1)subplot(position,0.2,0.05,0.6,0.45) plot(t,y12,b-,t,y1,-y1,r:);axis(0,pi,-1,1)不得用于商业用途第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考110.50.500-0.5-0.5-101231-101230.50-0.5-100.511.522.53图 6-10 多子图的布置【例

18、 6-11】简洁例题；t=(0:0.02:2)*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);plot3(x,y,z,b-,x,y,z,bd),view(-82,58),box on,legend(链 ,宝石 )| 110.50.500-0.5-110.50-0.5-0.5-1-1图 6-11 宝石项链【例 6-12】用曲面图表现函数z x2y 2 ；clf,x=-4:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);%生成 x-y坐标“格点”矩阵Z=X.2+Y.2;%运算格点上的函数值surf(X,Y,Z);hold on,colormap(hot)stem3(X,Y,Z,b

19、o)%用来表现在格点上运算函数值40302010042402-2-20-4-4图 6-12 曲面图和格点不得用于商业用途第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考, barh, bar3, bar3h【例6-13】二维直方图有两种图型：垂直直方图和水平直方图；而每种图型又有两种表现 模式：累计式：分组式；本例选其两种加以表现；x=-2:2;%留意：自变量要单调变化Y=3,5,2,4,1;3,4,5,2,1;5,4,3,2,5;%各因素的相对奉献份额subplot(1,2,1),bar(

20、x,Y,stacked)%“累计式”直方图 xlabel(x),ylabel(Sigma y),colormap(cool)%掌握直方图的用色legend(因素 A,因素 B,因素 C)subplot(1,2,2),barh(x,Y,grouped)%“分组式”水平直方图 xlabel(y),ylabel(x)14 . .A . .B212 . .C1018x0yS64-12-2, pie30-2 -1012x0246y图 6-13 二维直方图【例 6-14】饼图指令pie , pie3 用来表示各元素占总和的百分数；该指令其次输入宗量为与第一宗量同长的0-1 向量， 1 使对应扇块突出；a=

21、1,1.6,1.2,0.8,2.1;subplot(1,2,1),pie(a,1 0 1 0 0),legend(1,2,3,4,5)subplot(1,2,2),pie3(a,a=min(a),colormap(cool)24%15%1234531%15%24%31%18%12%12%18%【例 6-15】运行以下指令图 6-14饼形统计图6.3 图形窗的图形编辑功能clf;shg,t=(pi*(0:1000)/1000);y1=sin(t);y12=sin(t).*sin(10*t); plot(t,y12,b-,t,y1,-y1,r:),axis(0,pi,-1,1)不得用于商业用途第

22、7 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考图 6-15 MATLAB 5.3版图形窗【例 6-16】编辑图形图 6-16经交互编辑后的图形6.4 函数绘图的简捷指令2【例 6-17】绘制 ye 3t2 cos3 t 和它的积分2s(t )ty (t ) dt0在 0,4 *pi 间的图形；syms t tao;y=2/3*exp(-t/2)*cos(sqrt(3)/2*t);%定义符号函数s=subs(int(y,t,0,tao),tao,t);%获得积分函数 subplot(1,2,1)

23、,ezplot(y,0,4*pi);grid %一元函数简捷绘图指令 subplot(1,2,2),ezplot(s,0,4*pi);gridtitle(s = inty(t)dt)%重写右子图图名0.20.150.10.050-0.05-0.12/3 exp(-1/2 t) cos(1/2 31/2 t)0.550.50.450.40.350.30.250.20.15s =y(t)dt0510t0510t图 6-17 ezplot 使用示例不得用于商业用途第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - -

24、-仅供个人参考sin(x2y 2 )【例 6-18】画出z所表示的三维曲面；x, y 的取值范畴是8,8 ；x 2y2解： clear;% 清内存x=-8:0.5:8;% 定义自变量x 的一维刻度向量y=x;% 定义自变量y 的一维刻度向量，“”为矩阵转置X=ones(size(y)*x;% 运算自变量平面上取值点x 坐标的二维数组Y=y*ones(size(x);% 运算自变量平面上取值点y 坐标的二维数组R=sqrt(X.2+Y.2)+eps;% 运算中间变量Rx2y 2sin RZ=sin(R)./R;% 运算与自变量二维数组相应的函数值zRmesh(Z);% 绘制三维网格图colorm

25、ap(hot)% 指定网格图用hot色图绘制图 6-18三维网线图常用绘图函数plot绘制二维图形viewmtx定义观看点的矩阵Plot3绘制三维图形contour等高线图fplot绘图函数Contour3三维等高线图subplot将当前图分为如干子图meshgrid产生网格semilogx,semilogy对数绘图Surf曲面图view观看点的位置或角度Mesh网格曲面图waterfall曲面图Figure设为当前图或创建图surfl,surfc，surfnorm带有特别光照， 等高线和法线的曲面图surface曲面对象fill,fill3填充多边形Line线对象colormap读或设置颜色

26、表Text文本对象 newplot设定下一个图的属性whitebg背景颜色 slice三个变量的绘图函数Clf清除图形hold保留当前图形Axis坐标轴刻度grid显示或隐匿网格线comet,comet3动态绘制二维、三维图形p o l a r在极坐标中绘图semilogx,semi l ogy,loglog对数绘图不得用于商业用途第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考习题1 绘制函数yxxe在 0x1 时的曲线；2.绘制函数y=sin(t)的曲线；3.编写程序作图：函数y= *s

27、in(3*x)+cos(x) ，区间： 0 x 4 , -5 y 5；（参考： fplot）4. 利用 peaks 函数产生矩阵x 、y、z，在一个图形窗中作出曲面图和等值线图（曲面图位于界面上部，等值线图位于界面下部）；（参考：peaks,subplot,surf,contour）不得用于商业用途第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -仅供个人参考仅供个人用于学习、讨论；不得用于商业用途；For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f r den pers.nlichen f r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fins personnelles; pas des fins commerciales. , , .以下无正文不得用于商业用途第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - - -