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实验一 数据可视化与绘制函数图像.docx
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实验一 数据可视化与绘制函数图像
1. 数据可视化
人们很难直接从一大堆原始的离散数据中体会到它们的含义,画出图形却能使人们用视觉器官直
接感受到数据的许多内在本质。因此,数据可视化是人们研究科学、认识世界所不可缺少的手段。
作为一个优秀的科技软件, MATLAB 不仅在数值计算上独占鳌头,而且在数据可视化上也有上乘
的表现。MATLAB 可以给出数据的二维、三维乃至四维的图形表现,是一种非常方便作函数图像
的工具。
信号是消息的载体,是消息的一种表现形式。信号可以描述范围极为广泛的一类物理现象,在日
常生活和科学研究中占有极其重要的地位。在数学上,信号可以表示为一个或多个变量的函数。
信号按照自变量取值是否连续可以分为连续时间信号和离散时间信号。若对信号进行时域分析,
其中比较重要的就是对信号随时间变化的二维曲线图进行分析。对于简单的信号来说,我们可以
用手工绘制其波形,但是对于复杂的信号来说,手工绘制极其困难,其精度也不尽如人意。然而
这些对于具有强大图形处理功能的 MATLAB 来说,我们可以比较容易的绘出函数图形,使读者能
够对信号的特征有一个比较直观的印象。
2. MATLAB 如何表示信号
在 matlab 中有两种方法来表示信号,一种是用向量来表示,另一种是用符号运算的方法。用适
当的方法表示出信号后,我们就可以利用 matlab 中的绘图命令绘制出直观的信号波形。下面我
们将结合具体的例子,分别简单介绍一下两种不同的方法。
2.1. 表示连续时间信号
从严格意义上来说,matlab 并不能处理连续信号。因为我们都知道计算机的数值精度有限、内
存容量有限,所以没有办法严格的表示在时间上和数值上具有无限精度的连续信号。但是在工程
应用的时候,都允许存在一定的误差,只要满足允许的误差要求,我们可以对连续信号进行近似
的处理。Matlab 表示连续时间信号有两种方法,我们分别介绍如下。
2.1.1. 向量表示法
向量表示法实际上是根据采样定理,使用间隔足够小的等间隔采样值来表示连续时间信号,在
matlab 中通常都将这些采样值保存在一个数组向量中。有关 matlab 中数组与矩阵计算的内容请
参看附录,或通过察看 demo->matlab->matrices 中给出的例子进行学习。
例:表示并画出信号
t = -10:1.5:10 %做图区域为-10 到 10 ,采样间隔为 1.5
f = sin(t>./t %'./'为点除运算,即数组对应元素作除法
plot(t,f> % matlab 的绘图语句之一
title(‘f(t>=Sinc(t>'> %给绘出的图形增加标题
xlabel(‘t '> %给横坐标增加文字说明
axis([-10,10,-0.4,1.1]> %设置绘图窗口的坐标区域
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春哥111
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