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MATLAB二维绘图.docx
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第 2章 MATLAB 二维绘图 2
2.1 二维绘图基本流程 2
2.2 二维图形的基本绘图命令 4
2.2.1 高级绘图命令 4
低级绘图命令 6
2.2 二维图形的修饰 8
2.2.1 坐标轴的调整 8
2.2.1.1 调整坐标轴的围 8
2.2.1.2 调整坐标轴的状态 9
2.2.1.3 保存坐标轴的围 11
2.2.1.4 保存坐标轴的状态 11
画出或取消网格线 12
设置坐标轴的名称 12
设置图形标题 13
在图形中显示文字 14
用坐标轴确定文字位置 14
用鼠标确定位置显示文字 15
2.2.6 图形的标定和颜色条 16
2.2.7 使用绘图工具栏标注图形 18
2.3 填充图形的绘制 19
2.4 多坐标系绘图与图形窗口的分割 20
2.4.1 图形叠印法 20
2.4.2 子图的绘制 21
2.5 特殊坐标图形的绘制 22
2.5.1 绘制极坐标图形 23
对数/半对数坐标系绘图 23
2.6 特殊二维图形的绘制 24
2.4.3 直方图 24
2.4.1 柱状图和面积图 26
2.4.2 饼图 28
2.4.4 离散数据绘图 28
2.4.5 等高线图 30
2.4.6 向量图 31
2.7 函数绘图 34
2.7.1 fplot 函数 34
函数 function 的定义 35
2.8 工作空间直接绘图 36
2.9 手工绘图方式 38
2.10 小结 41
第 2章 MATLAB 二维绘图
数据可视化是 MATLAB 一项重要功能,它所提供的丰富绘图功能,使得从繁琐的绘图细
节中脱离出来,而能够专心于最关心的本质。通过数据可视化的方法,工程科研人员可以对
自己的样本数据的分布、趋势特性有一个直观的了解。
本章将重点介绍 MATLAB 二维图形的绘制方式,并按照完整的步骤来说明一个图形产生
的流程,以便将数据以图形形式来识别。
通过本章,读者不仅能掌握二维绘图的基本流程,而且能熟练使用 MATLAB 中相应的绘
图命令、函数来绘制二维图形。
2.1 二维绘图基本流程
在 MATLAB 中绘制图形,通常采用以下 7 个步骤:
(1)准备数据;
(2)设置当前绘图区;
(3)绘制图形;
(4)设置图形中曲线和标记点格式;
(5)设置坐标轴和网格线属性;
(6)标注图形;
(7)保存和导出图形。
二维图形的绘制,也通过上述 7 个步骤来完成。下面以实例来说明二维绘图的各个主要
步骤。
例 2-1 MATLAB 中典型的二维图形绘制流程实例。在同一坐标轴上绘制sin(x)、sin(2x)
和 sin(3x)这三条曲线。
解:在 MATLAB 中,通过如表 2-1 所示的步骤来实现上述图形绘制。
表 2-1 基本绘图流程
绘图步骤
1. 数据准备
主要工作
准备好绘图需要的横坐标变量和纵坐标变量数据
2. 设置当前绘图区
3. 绘图
在指定的位置创建新的绘图窗口,并自动以此窗口的绘图为当前绘图区
创建坐标轴,指定叠加绘图模式,绘制函数曲线
4. 设置图形中曲线和
标记点格式
设置图形中的线宽、线型、颜色和标记点的形状、大小、颜色等。
5. 设置坐标轴和网格
线属性
将坐标轴的围设置在指定曲线
6. 标注图形
在图形中添加标题、坐标轴标注、文字标注等
按指定文件格式、属性保存或导出图形
对于此题,在 MATLAB 编写 createfigure 函数来实现,createfigure 函数的代码如下:
7. 保存和导出图形
%********************************************************
%程序:EX201.M
%功能:作出具有较为完整流程的二维图形
%********************************************************
function createfigure(x1, y1创)%建图形绘制函数
x1=0:0.02*pi:2*pi;
y1=[sin(x1);sin(2*x1);sin(3*x1)];
figure1 = figure('PaperPosition',[0.6345 6.345 20.3 15.23],'PaperSize',[20.98 29.68]);
%定义X1 的围与刻度
定义Y%1 的围与刻度
ylabel(axes1,'y');
box(axes1,'on');
hold(axes1,'all');
'VerticalAlignment','baseline',...
'Parent',axes1); 创%立文字标注
text2 = text(...
'VerticalAlignment','baseline',...
'Parent',axes1);
创%立文字标注
text3 = text(...
'Position',[3.395 0.8947 0],...
'String','y=sin(3x)',...
'VerticalAlignment','baseline',...
'Parent',axes1);
创%立文字标注
运行该程序后,输出如图 2-1 所示的结果:
2.2 二维图形的基本绘图命令
MATLAB 提供了两种级别的二维图形基本绘图命令:
(1)高级绘图命令 plot
它以一体化的方式绘出图形,即用户只须给出图形定义数据,绘图围、刻度大小等,
细节容都可由系统自动确定。
(2)低级绘图命令 line
它允许用户在图形窗口的任意位置用低级绘图命令 line 画直线或折线。
下面分别进行讲述。
高级绘图命令
plot 函数是 MATLAB 中最核心的二维绘图函数,它有多种语法格式可以实现多种功能。
(1)最简单的用法 plot(Y)
当 Y 是一维数组时,plot(Y)是把(i,X(i))各点顺次连接起来,其中 i 的取值围从 1 到
length(X)。
当 Y 是普通的二维数组时,相当于对 Y 的每一列进行 plot(Y(:,i))画线,并把所有的
折线累叠绘制在当前坐标轴下。
(2)最常用的用法 plot(X,Y)
plot 最常用的语法格式是接受两个参数的 plot(X,Y)
当 X 和 Y 都是一维数组时,功能和 line(X,Y)类似;但 plot 函数中的 X 和 Y 也可以是
一般的二维数组,这时候就是对 X 和 Y 的对应列画线。
特别的,当 X 是一个向量,Y 是一个在某一方向和 X 具有相同长度的二维数组时,
plot(X,Y)则是对 X 和 Y 的每一行(或列)画线。
(3)拓展的用法 plot(X1,Y1,X2,Y2,….Xn,Yn)
对多组变量同时进行绘图了,对于每一组变量,其意义同前所述。
例 2-2 高级绘图函数 plot 绘图实例。利用 plot(x)和多组变量的语法格式绘制 y=sinx、
y=cosx、y=sin(x-0.1 )、y=cos(x+0.1 )的二维图形。
解:在 MATLAB 命令窗口中输入以下命令:
>>x=0:0.4*pi:2*pi;
>>y1=sin(x);
>>y2=cos(x);
>>y3=sin(x-0.1*pi);
>>y4=cos(x+0.1*pi);
>>plot(y1) %如图2-2
>>title('Plot绘图结果 ')
>>xlabel('x','FontSize',15)
>>ylabel('y','FontSize',8)
运行以上 M 代码程序,得到图 2-2 所示的结果图形。
将程序中 plot(y1)替换成以下语句,将会得到图 2-3 所示结果图形。
>>plot(x,y1,x,y2,x,y3,x,y4)%图 2-3,注意比较和图2-2 的不同
从图 2-3 可以看到,多组数据绘图时,MATLAB 默认通过不同的颜色区分了各条曲线。
plot(X1,Y1,LineSpec,...),
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