电气系统仿真6-绘图111课件.ppt

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1、第6章 数据和函数的可视化 二维图形的绘制 三维图形的绘制 Easy 绘图6.1 二维图形的绘制6.1.1 基本绘图命令 在MATLAB 中，plot 是绘制二维图形的最基本函数，它针对向量或矩阵的列绘制曲线。在使用plot 之前，必须首先定义好曲线上每一点的x及y坐标。plot 命令有以下使用格式：1.plot(x,y)：以x元素为横坐标，y元素为纵坐标绘制曲线。2.plot(x1,y1,x2,y2)：绘制多条曲线。例：绘制正弦波型 t=0:0.1:2*pi;y=sin(t);plot(t,y)例：绘制正弦和余弦波形 t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);plot

2、(t,y1,t,y2)一、图形制作概述例 在0 x2区间内，绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)一、图形制作概述例 在0 x2区间内，绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)小结：二维绘图最简步骤：1 确定x向量；2 确定y=f(x)；3 用plot（x，y）绘图。2.数据点形符号 含义 符号 含义.实心黑点v朝下三角形o空心圆圈朝上三角形x叉字符朝右三

3、角形*星号p五角星s正方形h六角形d菱形符例：用不同的颜色和线型绘制曲线。x=0:0.1:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,b-.,x,y2,gh)6.1.3 设置坐标轴和文字标注1.设置坐标轴命令 含义axis(xmin xmax ymin ymax)设定坐标范围axis auto将坐标系统返回到自动缺省状态axis square将当前图形设置为方形axis equal纵、横坐标采用等长刻度axis off关闭坐标系统axis on显示坐标系统3.文字标注（1）添加图名title（图形标题）（2）添加坐标轴名xlabel（x 轴标记）ylabel（y 轴标

4、记）（3）添加图例legend（s，pos）legend off%擦除当前图中的图例说明：s 为图例中的文字注释；pos 表示图例在图中的位置的指令符。pos 有1、2、3、4、0、-1 共六种选项。其中1是默认。例：文字标注例题 x=linspace(-5,5,100);y1=100*sin(x);y2=x.4-22*x.2-6*x+10;plot(x,y1,x,y2);title(文字标注例题)xlabel(x 的取值范围);ylabel(y 的值);legend(sinx,x4-22x2-6x+10);6.1.4 多窗口绘制1.图形窗口 figure(n)：产生新的图形窗口，并且该窗口为

5、活动窗口。若需要，还可以返回该窗口的识别号码，称该号码为句柄。用户可以通过句柄激活或者关闭某图形窗口，axis、xlabel、ylabel、title 等命令也只对活动窗口有效。2.同一窗口多个子图 subplot（m,n,p）：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。例：用两个窗口分别绘制正弦、余弦函数。x=0:0.05:2*pi;y_sin=sin(x);y_cos=cos(x);H1=figure(1);plot(x,y_sin);figure(2);plot(x,y_cos);figure(H1);title(y=si

6、n(x);x=0:0.1:2*pi;y_sin=sin(x);y_cos=cos(x);y_tan=tan(x);y_ctan=cot(x);subplot(2,2,1)plot(x,y_sin);title(sin(x);axis(0 2*pi-1 1);subplot(2,2,2)plot(x,y_cos);title(cos(x);axis(0 2*pi-1 1);subplot(2,2,3)plot(x,y_tan);title(tan(x);axis(0 2*pi-80 80);subplot(2,2,4)plot(x,y_ctan);axis(0 2*pi-80 80);title

7、(ctan(x);例：在同一窗口内用四个子图分别绘制正弦、余弦、正切、余切函数。3.同一窗口多次重绘 若在已存在图形窗口中继续添加新的内容，可以使用图形保持命令hold。hold on：使当前内容保留，绘制新内容；hold off：使当前内容不具备不被刷新的性质；hold：当前内容是否具有刷新性质的开关。例：在同一窗口内绘制正弦与余弦波形 x=0:0.05:2*pi;y_sin=sin(x);y_cos=cos(x);plot(x,y_sin,b);hold on plot(x,y_cos,g);legend(sin(x),cos(x)hold off（2）单对数坐标（semilogx/sem

8、ilogy）例：x=-5:0.1:5;y=10*exp(x)+2.sin(x);semilogx(x,y)%单对数X 轴绘图命令 semilogy(x,y)%单对数Y 轴绘图命令2.极坐标图 polar(theta,rho)：theta 为极坐标角度，rho为极坐标半径。theta=0:0.01:2*pi;rho=sin(theta).*exp(theta);polar(theta,rho,-k)title(polar plot)t=0:0.01:2*pi;s=abs(sin(2*t).*cos(2*t);polar(t,s,r+)4.条形图形 bar(x,y)可以绘制条形图形，适用于少量且离

9、散的资料。x=-2*pi:0.5:pi*2;y=sin(x);bar(x,y)title(bar plot)5.填充图形 fill(x,y,c)：绘制并填充二维多边图形，x和y为二维多边形顶点坐标向量。字符c 规定填充颜色。t=(1/16:1/8:1)*2*pi;x=sin(t);y=cos(t);fill(x,y,r)axis square6.2 基本三维图形的绘制6.2.1 三维曲线图 最基本的三维图形函数为plot3，它是将二维绘图函数plot 的有关功能扩展到三维空间，用来绘制三维图形。函数格式为：plot3(x1，y1，z1，c1，x2，y2，z2，c2，)说明：1）以向量x、y、z

10、 为坐标，绘制三维图形；2）x1，y1，z1 表示三维坐标向量，c1 表示线型、色彩和数据点形，与二维图形相同。例：绘制三维图形 t=0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t);grid on axis square title(helix)text(0,0,0,origin)xlabel(sin(t);ylabel(cos(t);zlabel(t);6.2.2 三维网线图和曲面图1.三维图形的数据准备 画函数z=f(x,y)所代表的三维空间曲面，需要做以下的数据处理。（1）确定自变量x、y的取值范围和取值间隔；x=x1:dx:x2 y=y1:dy:y2（2）构成

11、x-y 平面上的自变量采样“格点”矩阵。“格点”矩阵的原理性形成法x=x1:dx:x2;y=(y1:dy:y2);X=ones(size(y)*x;Y=y*ones(size(x);利用MATLAB 生成“格点”矩阵x=x1:dx:x2;y=y1:dy:y2;X,Y=meshgrid(x,y)；（3）计算自变量采样“格点”上的函数值，即Z=f(X,Y)。2.网线图、曲面图的基本指令格式mesh(Z)：以Z 矩阵列、行下标为x、y轴自变量，画网线图mesh(X,Y,Z)：最常用的网线图调用格式mesh(X,Y,Z,C)：最完整调用格式，C 指定网线图颜色surf(Z)：以Z 矩阵列、行下标为x、

12、y轴自变量，画网面图surf(X,Y,Z)：最常用的网面图调用格式surf(X,Y,Z,C)：最完整调用格式，C 指定网面图颜色说明：在最完整输入格式中，4个输入矩阵都是维数相同的矩阵。X、Y 是自变量“格点”矩阵，Z 是“格点”上的函数矩阵，C 是指定“格点”用色的矩阵，缺省时，默认C=Z。例：绘制曲线图 x=-7.5:0.7:7.5;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R=sqrt(X.2+Y.2);Z=sin(R)./R;mesh(X,Y,Z)例：绘制曲面图 x=-7.5:0.7:7.5;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R=sqrt(X.2+Y.2);Z=sin(R)./R;surf(X,Y,Z)