Matlab實驗報告(三) MATLAB繪圖

1、實驗?zāi)康?掌握MATLAB的基本繪圖命令。2掌握運用MATLAB繪制一維、二維、三維圖形的方法。3給圖形加以修飾。一、 預(yù)備知識 1基本繪圖命令plotplot繪圖命令一共有三種形式： plot(y)是plot命令中最為簡單的形式，當y為向量時，以y的元素為縱坐標，元素相應(yīng)的序列號為橫坐標，繪制出連線；若y為實矩陣，則按照列繪出每列元素和其序列號的對應(yīng)關(guān)系，曲線數(shù)等于矩陣的列數(shù)；當y為復(fù)矩陣時，則按列以每列元素的實部為橫坐標，以虛部為縱坐標，繪出曲線，曲線數(shù)等于列數(shù)。 plot(x,y,linspec)其中l(wèi)inspec是可選的，用它來說明線型。當x和y為同維向量時，以x為橫坐標，y為縱坐標繪

2、制曲線；當x是向量，y是每行元素數(shù)目和x維數(shù)相同的矩陣時，將繪出以x為橫坐標，以y中每行元素為縱坐標的多條曲線，曲線數(shù)等于矩陣行數(shù)；當x為矩陣，y為相應(yīng)向量時，使用該命令也能繪出相應(yīng)圖形。 plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3)能夠繪制多條曲線，每條曲線分別以x和y為橫縱坐標，各條曲線互不影響。線型和顏色MATLAB可以對線型和顏色進行設(shè)定，線型和顏色種類如下：線：實線 ：點線 .虛點線 折線點：.圓點 +加號 *星號 x x型 o 空心小圓 顏色：y 黃 r 紅 g 綠 b 藍 w 白 k 黑 m 紫 c 青特殊的二維圖形函數(shù)表5 特殊2維繪圖函數(shù)二維圖形函數(shù)說明bar直方圖erro

3、rbar給圖形加上誤差范圍stem柄圖（又稱針狀圖）polar極坐標圖hist頻數(shù)累計柱狀圖rose極坐標累計圖stairs階梯圖fplot較精確的函數(shù)圖形fill實心圖feather羽狀圖compass矢量圖quiver向量場圖（又稱二維箭頭圖）1 直方圖在實際中，常會遇到離散數(shù)據(jù)，當需要比較數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)在總量中的比例時，直方圖就是一種理想的選擇，但要注意該方法適用于數(shù)據(jù)較少的情況。直方圖的繪圖函數(shù)有以下兩種基本形式。·bar(x,y) 繪制m*n矩陣的直方圖。其中y為m*n矩陣或向量，x必須單向遞增。·bar(y) 繪制y向量的直方圖，x向量默認為x=1:mclose

4、 all; %關(guān)閉所有的圖形視窗。x=1:10;y=rand(size(x);bar(x,y); %繪制直方圖。 Bar()函數(shù)還有barh()和errorbar()兩種形式，barh()用來繪制水平方向的直方圖，其參數(shù)與bar()相同，當知道資料的誤差值時，可用errorbar()繪制出誤差范圍，其一般語法形式為：errorbar(x,y,l,u)其中x,y是其繪制曲線的坐標，l,u是曲線誤差的最小值和最大值，制圖時，l向量在曲線下方，u向量在曲線上方?；蛴胑rrorbar(x,y,e)繪制誤差范圍是y-e,y+e的誤差直方圖。下面看一個例子。x=linspace(0,2,20)*piy=s

5、in(x)e=std(y)*ones(size(x); %設(shè)置誤差為原始數(shù)據(jù)的標準差。errorbar(x,y,e); %繪制以標準差為誤差范圍的誤差直方圖。 2 柄圖柄圖又稱火柴桿圖或針狀圖，主要用來繪制數(shù)位信號。該圖把每個數(shù)據(jù)點畫成一條直線，在直線未端用點表示數(shù)據(jù)，所以形象地稱作火柴桿圖或針狀圖（大頭針）。 繪制此圖形的函數(shù)為stem()函數(shù)，常用格式如下：·stem(y) 向量y的值作為柄的長度從x軸延伸，x值自動產(chǎn)生，當y為矩陣時，每一行的值在同一個柄上生成。·stem(x,y) 繪制x對y的列向量的柄圖。x和y可以是同樣大小的向量或矩陣，當x為行或列向量時，y行數(shù)

6、必須與x的長度相同。·stem(,fill) fill 參數(shù)確定是否填充柄的頭部·stem(,linespec) linespec確定柄圖線的屬性，如線型，顏色及標記等。下面是繪制柄圖的一個簡單的例子。x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stem(x,y); %繪制柄圖 3 階梯圖和柄圖類似，stairs()函數(shù)也常用來繪制橫坐標是時間序列的數(shù)位信號，又稱階梯圖。不同的是stairs()函數(shù)繪制出的階梯圖其相鄰數(shù)據(jù)點間不用直線連接，而是相鄰兩點間的值全取起點數(shù)據(jù)的值，該函數(shù)的常用語法格式與stem()函數(shù)類似的有：stairs(y

7、)stairs(x,y)stairs(,linespec)變量的含義與stem()函數(shù)類似。Stairs()函數(shù)畫出階梯圖例子如下所示：x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stairs(x,y); %繪制函數(shù)y的階梯圖title(stair函數(shù)) 4 餅圖餅圖與直方圖的功能類似，都表示資料中某個分量在總量中所占的比例，它的基本命令格式為：·pie(x) 繪制向量x的餅圖，x中的值被x/sum(x)規(guī)范化以確定餅圖中每一片的大小。如果sum(x)<=1，則直接用x中的值作為餅中片的大小，如果sum(x)>1，則只畫出餅圖的一部分。

8、·pie(x,explode) 用來從x的餅圖中去掉explode向量表示的片，explode必須與x大小相同。explode向量被置1的分量對應(yīng)片與此餅圖分開。·pie(x,label) 用來標注餅圖中片的名稱。下面是一個用函數(shù)繪制餅圖的例子。x=11.4,23.5,35.4,15.6; %某工廠4個季度的生產(chǎn)量。explode=zeros(size(x); %生成零向量。c,offset=min(x); %c=1,求最小值的下標offset,c=1。explode(offset)=1; %指定占比例最小的一塊和整個餅分離。pie(x,explode); %繪制有分離的餅

9、圖。5 頻數(shù)累計柱狀圖頻數(shù)累計柱狀圖主要用于在笛卡爾坐標系中統(tǒng)計在一定范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的頻數(shù)，并用柱狀圖表示出來，可用大量的資料顯示其分布情況和統(tǒng)計特性。函數(shù)hist()的常用語法格式為：·n=hist(y) 把y向量中的數(shù)據(jù)等劃分為10個區(qū)間進行統(tǒng)計，最后畫出10個柱形。如果y為矩陣，則按列計算。·n=hist(y,x) 其中y為要統(tǒng)計的。當x為標量時，x指定了統(tǒng)計的區(qū)間數(shù)；當x為向量時，以該向量中各元素為中心進行統(tǒng)計，區(qū)間數(shù)等于x向量的長度。·n=hist(y,n) 其中n為要繪出的柱形數(shù)。下面是柱形圖的一個例子。x=randn(5000,1); %產(chǎn)生5000個m

10、=0,s=1，的高斯亂數(shù)hist(x,20); %20代表長條的個數(shù)。6極坐標圖極坐標圖在工程計算中應(yīng)用十分廣泛，MATLAB用polar()函數(shù)繪制極坐標圖，函數(shù)的常用語法格式為：polar(theta,rho) 用角度theta對極半徑rho作圖。其中theta必須用弧度表示，如用角度需先轉(zhuǎn)換。polar(theta,rho,s) theta與rho同前，s為曲線使用的線型。應(yīng)用如下，得到的結(jié)果如圖所示。theta=linspace(0,2*pi);r=cos(4*theta);polar(theta,r);title(極坐標圖) 另外，還可以用rose()函數(shù)在極坐標系中繪制頻數(shù)累計柱狀

11、圖角度直方圖（又稱玫瑰圖）。rose和hist很接近，只不過是將數(shù)據(jù)大小視為角度，數(shù)據(jù)個數(shù)視為距離，并用極坐標繪制表示。該函數(shù)的常用語法格式為：·rose(theta) 用相角theta繪制角度直方圖·rose(theta,nbins) 其中nbins是一個整數(shù)，把0-2分成等份，默認值為20。·rose(theta,x) 其中x是一個向量，用theta對向量x作圖。接下來繪制離散隨機序列的角度直方圖。x=randn(1000,1);rose(x);title(隨機序列的角度直方圖)運行后的結(jié)果如圖所示。 二、 實驗內(nèi)容與步驟1創(chuàng)建一個5×5魔方矩陣，并

12、畫出表示這個矩陣的圖形。在命令區(qū)輸入：A=magic(5);plot(A)2在同一坐標軸里繪出y=sin(x)，z=cos(x)兩條曲線。在命令區(qū)輸入：x=linspace(0,2*pi,50);y=sin(x);plot(x,y)hold onz=cos(x);plot(x,z)hold off 3.畫出y=x²的曲線（x（-5，5）。在這曲線上加入相同區(qū)間里的y=的曲線，并且要求采用綠色折線標識。在命令區(qū)輸入；x=linspace(-5,5,100); y=x.2; plot(x,y)hold on z=x.(1/3); plot(x,z,g-) hold off 4在同一窗口，

13、不同坐標系里分別繪出y1=sinx，y2=cosx，y3=cinh(x)，y4=cosh(x)4個圖形。在命令區(qū)輸入：x=linspace(0,2*pi,30);subplot(2,2,1);plot(x,sin(x);subplot(2,2,2);plot(x,cos(x);subplot(2,2,3);plot(x,sinh(x);subplot(2,2,4);plot(x,cosh(x); 5繪制一個三維曲線x=cosp，y=sinp，z=p。在命令區(qū)輸入：p=0:pi/10:20*pi;x=cos(p);y=sin(p);z=p;plot3(x,y,z) 三、 練習(xí)1.畫出橫坐標在（-15，15）上的函數(shù)y=cosx的曲線。2.用圖形表示離散函數(shù)y=|(n-6)|，并加入網(wǎng)格。3.用圖形表示