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标题:
matlab 画图中线型及颜色设置
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作者:
thinkfunny
时间:
2020-9-14 15:28
标题:
matlab 画图中线型及颜色设置
本帖最后由 thinkfunny 于 2020-9-14 15:29 编辑
+ o. c0 }0 W2 I: \2 A
* Y. V4 {7 k: E6 X: K5 \
matlab受到控制界广泛接受的一个重要原因是因为它提供了方便的绘图
0 R3 A" G$ a6 r& S& q+ H1 N
功能.本章主要介绍2维图形对象的生成函数及图形控制函数的使用方 法,还将
8 N+ q3 \4 {+ }, n5 }; [
简单地介绍一些图形的修饰与标注函数及操作和控制MATLAB各种图形对象的
* {- ?2 v0 ~7 D, I2 z3 s$ _; T
方法.
$ s/ k! \0 R( z: z
第一节 图形窗口与坐标系
6 \7 c( `7 ?1 I4 y' S
一.图形窗口
* c* R: ^$ l" G: ]
1.MATLAB在图形窗口中绘制或输出图形,因此图形窗口就像一张绘图纸.
: @% z8 _8 g$ ?7 x
2. 在MATLAB下,每一个图形窗口有唯一的一个序号h,称为该图形窗口的
! f5 M# t4 H% Y( t1 e& L5 T
句柄.MATLAB通过管理图形窗口的句柄来管理图 形窗口;
7 D( B, d6 z% f, p' X; v0 @+ p0 u
3.当前窗口句柄可以由MATLAB函数gcf获得;
& E' [/ @. l* k
4.在任何时刻,只有唯一的一个窗口是当前的图形 窗口(活跃窗口);
: g4 n0 a: d) k& \8 w r5 Z; s
figure(h)----将句柄为h的窗口设置为当前窗口;
) S D" v& ]4 S* U3 D
5.打开图形窗口的方法有三种:
' l8 J# U3 f) _
1)调用 绘图函数时自动打开;
: p! {4 R% ?. X) K9 i
2)用File---New---Figure新建;
( o8 K' T2 Z& z* p" y
3)figure命令打开,close命令关 闭.
/ t; s+ N: A% D' E: L
在运行绘图程序前若已打开图形窗口,则绘图函数不再打开,而直接利用已
! e; ~; |4 }7 T
打开的图形窗口;若运行程序前已存在多个图形窗 口,并且没有指定哪个窗
( k6 Q. B9 R/ p5 C
口为当前窗口时,则以最后使用过的窗口为当前窗口输出图形.
4 [9 O+ i- h: O( I- r
6.窗口中的图形打印:用图形窗口的File菜单中 的Print项.
$ P9 u0 a9 i# a" a9 h
7.可以在图形窗口中设置图形对象的参数.具体方法是在图形窗口的Edit菜
, V$ | J+ p& `9 K0 Y; M
单中选择Properties项,打开图 形对象的参数设置窗口,可以设置对象的属
d' d( ], t X6 n0 M# H3 O
性.
( U& ^5 r( z* m4 e
二.坐标系
- |* S! M5 s, d0 X5 c$ ^, q# E9 y% t: e
1.一个图形必须有其定位系统,即坐标系;
3 z4 A7 q% g8 Z( Q
2.在一个图形 窗口中可以有多个坐标系,但只有一个当前的坐标系;
: r1 a; z( L- H; R/ M, q9 t
3.每个坐标系都有唯一的标识符,即句柄值;
0 n: T; ?" g! L9 W8 P
4.当前坐标系句柄可以由 MATLAB函数gca获得;
/ l) N6 w7 q$ P+ a' d# E0 G% i
5.使某个句柄标识的坐标系成为当前坐标系,可用如下函数:axes(h) h为指
, r! d- i/ P! e3 e
定坐标系句柄值.
; d% s$ ~+ g% ?2 d/ E
6.一些有关坐标轴的函数:
* s* d. m3 A& O6 d$ q: T
1)定义坐标范围:一般MATLAB自动定义坐标范 围,如用户认为设定的不
( ~) r d7 G6 Q9 ~
合适,可用:axis([Xmin, Xmax, Ymin, Ymax]) 来重新设定;
8 Q+ C( P6 F" L2 P2 ^
29
9 O) Z# v* f" v1 w
2) 坐标轴控制:MATLAB的缺省方式是在绘图时,将所在的坐标系也画出
7 u/ U/ c' {! Q$ M; Z
来,为隐去坐标系,可用axis off;axis on则显示坐标轴
2 `5 @+ q$ I9 V
(缺省值).
8 P( G9 u9 F5 k: n$ W1 m
3)通常MATLAB的坐标系是长方形,长宽比例大约是 4:3,为了得到一个
, M9 V8 b& i0 b) I0 |- y; \+ Z' c7 h
正方形的坐标系可用:axis square
- m% s' Y/ N& T, r5 X0 Q+ Q
4)坐标系横纵轴的比例是自动设置的,比例可能不一样,要得到相同比 例
) [$ w" h( k2 l) T( l
的坐标系,可用:axis equal
9 C" `5 ^3 J- H2 Z/ E
第二节 二维图形的绘制
P3 i& S T) T* _ d5 y
一. plot函数
% N6 Q( I! g* F0 i2 a4 |! i0 v8 v
plot 函数是最基本的绘图函数,其基本的调用格式为:
- H* O' f5 r2 g8 S
1.plot(y)------绘制向量y对应于其元素序数的二维曲线图, 如果y为复数向量,
6 y+ ^% \7 V; N1 |" `, _+ z
则绘制虚部对于实部的二维曲线图.
9 d" ~9 b! p$ S. k
例:绘制单矢量曲线图.
, O$ R8 r4 v$ p7 x5 ]! q. S
y=[0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20];
$ p2 G" y& \$ i7 j3 ^8 O
plot(y)
& k/ ?4 f6 ^, M9 P
由于y矢量有10个元素,x坐标自动定义为[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10].图形为:
" l* b, {; u) H7 K8 s
12345678910
3 ^; j( O, l; C
0
) ]! l" l; c' g+ z
2
8 X% o, \% g$ H
4
8 \) J& s! M+ j) W2 S
6
$ t, v3 R3 S! M! n
8
; J" v) f* U2 W4 d% r% Y
10
! q0 h- c7 Z. e1 Z) k
12
: w I6 e8 r0 n' t
14
8 n; F2 {+ A& R6 N$ W* s: u' O* [
16
# ^5 m4 j' J5 m7 j7 Y3 }3 g w4 A
18
9 e% C3 }1 G3 K h
20
6 i& e6 K) ~+ T3 Y2 n
2.plot(x,y)------ 绘制由x,y所确定的曲线.
- S" h$ J/ e; y5 W9 V4 P2 O/ z
1)x,y是两组向量,且它们的长度相等,则plot(x,y)可以直观地绘出以x为
1 _ j% P8 @1 v+ x' c" ]+ P
横坐标,y为纵坐标的 图形.
2 ?! r8 d" j; b) _1 Z
如:画正弦曲线:
* |5 c9 x9 ?: F! {. H
t=0:0.1:2*pi;
0 d9 a: _" W. I6 I9 k2 Z
y=sin(t);
9 X" i( u4 [' f. T: {$ M
plot(t,y)
" f+ e2 X) Q. a* S0 K% Z% |
2)当 plot(x,y)中,x是向量,y是矩阵时,则绘制y矩阵中各行或列对应于
1 c) B2 f& n: ^
30
; M5 B! g0 f, n) L6 Y
向量x的曲线.如果y阵中行的长度与x向量的 长度相同,则以y的行
- }# Y8 j6 W+ ^% ?2 c9 X: U
数据作为一组绘图数据;如果y阵中列的长度与x向量的 长度相同,则
. ?, C4 C A9 I& c6 m
以y的列数据作为一组绘图数据;如果y阵中行, 列均与x向量的长度相
$ k/ d" L+ \" m+ s, ~
同,则以y的每列数据作为一组绘图数据.
1 T; j& l( l& r
例:下面的程序可同时绘出三条曲线.MATLAB在绘制多条曲 线时,会
: \: E+ W2 Y0 p0 H5 e1 w
按照一定的规律自动变化每条曲线的的颜色.
# ]9 a. u. }: M# l* p: E) B' e/ i
x=0:pi/50:2*pi;
1 `: e% _2 a4 W/ b
y(1,: )=sin(x);
| T! O, a: P% @1 Z' [* j8 ?
y(2,: )=0.6*sin(x);
' S3 O$ Y1 |* f( B& f% r3 _
y(2,: )=0.3*sin(x);
6 a& Q( Z: M0 J5 D) i. k' G! l% T
plot(x,y)
) u4 O, S% y" f/ @$ t/ f
或者还可以这样用:
1 L/ E, t- X% A) ]; n: U
x=0:pi/50:2*pi;
T$ q0 J6 S$ t/ a5 J, \
y=[ sin(x); 0.6*sin(x); 0.3*sin(x)];
* ?& B* _- \7 J; E0 _( U$ L% R1 \
plot(x,y)
5 g+ y; r" S1 M
01234567
1 t" }; M7 Y: H9 W
-1
1 m: Q- ?% h. R! m. z: \
-0.8
; @$ Q- [8 i$ X7 p( N: t2 \
-0.6
: ^- |; V: I" f( V$ ~) _" |7 {4 \
-0.4
/ [+ x/ X) d5 n6 V" l0 H2 I+ y' G
-0.2
, z) I [ x; ^( r: R) Y
0
5 V0 G! I. m5 ^
0.2
1 ]# J( Z# |, S* j
0.4
+ Z0 L2 B' Y* L1 v4 u
0.6
7 A! x( ]1 J! y8 ~
0.8
+ D8 O* D& P; |8 J* F" O+ g5 `
1
+ |9 R! ]/ _7 f, B* A! n: T5 S
3) 如果x,y是同样大小的矩阵,则plot(x,y)绘出y中各列相应于x中各列的
. I- Y4 W& s, o8 _) t; m" J- S6 i' F
图形.
" ?; J. \# X/ N) s
例:x(1,: )=0:pi/50:2*pi;
7 I# r1 l! |2 V! E5 p* v/ z0 {
x(2,: )=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4;
5 R, C/ p d& B, I: `% z6 v W( t
x(3,: )=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2;
8 j a2 o" O' d7 R: @
y(1,: )=sin(x(1,: ));
6 c. c& c8 L. I% m
y(2,: )=0.6*sin(x(2,: ));
5 c0 G; C! K! P' N
y(3,: )=0.3*sin(x(3,: ));
6 d3 \2 `0 q9 {5 E. D8 [0 c& G6 w
plot(x,y)
& Z( f4 T0 o9 H7 I* E& N3 ?
x=x';
m4 g h e/ t7 {
y=y';
2 E2 S5 A' y: f8 M
figure
4 F- ~" |* k6 [% _
31
, }: i3 Q( t5 k% K
plot(x,y)
/ b1 s4 }5 y9 e1 ]% A2 l
在这个例子中,x------ 3x101,y------3x101,所以第一个plot按列画出
2 Q- N1 ]% T2 h; @8 A$ x$ n w2 c
101条曲线,每条3个点;而x'------101x3,y'------ 101x3,所以第二个plot
+ E+ ]: f: r8 j9 f2 s A$ h
按列画出3条曲线,每条101个点.
3 H$ p: p( K6 C- n
012345678
4 h9 }) U/ ~8 H) W
-1
' y8 N+ f) Z9 w2 |
-0.8
$ j' N" i y1 ^) b5 D/ U
-0.6
: q1 l1 t+ S( N( M/ I
-0.4
1 E$ H( j! k) b. c |
-0.2
0 x- {! y( J- B
0
1 Q) _. U" X% j5 q
0.2
/ _4 |- t; G2 r8 h
0.4
1 i3 E8 r& S! h+ a: W+ v
0.6
( f0 C5 ]7 q5 E2 _
0.8
1 C: D! F- h. F$ N+ u+ o
1
" @2 L( I& _* D7 \
012345678
8 ?# `. D4 G* r; h
-1
) b+ B2 X7 ^ G
-0.8
' r. X, F3 l/ k3 ?! V4 B
-0.6
# B, X0 W5 }3 j3 |
-0.4
8 f; o6 C# p, {! m
-0.2
! [8 H" G0 j' {* b+ W
0
! J8 n- R4 e7 O. j, a' b4 v+ {
0.2
4 \9 U% J' U6 N2 a" r
0.4
2 v8 t$ Z- [: O& n
0.6
~9 |$ x+ C% P" ^" F; n* c
0.8
0 w% v" U0 |; w t6 y! f( J: h! i
1
' h% I7 `- m1 R. r M- t# y
3. 多组变量绘图:plot(x1, y1, 选项1, x2, y2, 选项2, ……)
- {$ d9 F% H" Q+ Z$ O& O( k* s0 ^
上面的plot格式中,选项是指为了区分多条画出曲线的 颜色,线型及标记点
$ w6 P) Z5 P9 H
而设定的曲线的属性.MATLAB在多组变量绘图时,可将曲线以不同的颜
- o& a+ _1 c A
色,不同的线型及标记点表示出来.这 些选项如下表所示:
, S6 v0 T- B2 ^4 Y7 j
各种颜色属性选项
4 P0 q: e) B2 P3 r
选 项 意 义 选 项 意 义
# c9 S$ Y2 g& j+ N( S M4 }3 D
'r' 红色 'm' 粉红
) Q/ |1 z) b; B# [8 q4 F
'g' 绿色 'c' 青色
9 e. ] C7 J/ ^, Z: V% S1 p' q( P
32
, ~0 \: f0 q5 s) ]7 w
'b' 兰色 'w' 白色
9 Y" U5 b( ], s* t4 G2 n( `
'y' 黄色 'k' 黑色
9 D! V- N! A+ [, _* h3 e
各种线型属性选项
* u5 P8 I9 K! ^1 f
选 项 意 义 选 项 意 义
' ]2 a/ D+ f2 ~
'-' 实线 '--' 虚线
+ ?: ?2 M! b Z" }; S) d/ l
':' 点线 '-.' 点划线
8 E0 [4 e( T5 A( o& `* n
各种标记点属性选项
. H: \, h$ C0 x' L$ O* z
选 项 意 义 选 项意 义
. ^4 q7 h o4 x, k
'.' 用点号绘制各数据点 '^' 用上三角绘制各数据点
; |: ?5 |, W# j7 N4 W
'+' 用'+'号绘制各数据点 'v' 用下三角绘制各数据点
5 w& h$ E2 h+ l8 M* C6 K! H
'*' 用'*'号绘制各数据点 '>' 用右三角绘制各数据点
' [1 E9 Q+ W( l1 l9 ~
' .' 用'.'号绘制各数据点 '<' 用左三角绘制各数据点
# b' z+ r$ v! [1 j
's'或squar 用正方形绘制各数据点'p' 用五角星绘制各数据点
: \; ]# a& a$ u9 d1 }
'd'或diamond用菱 形绘制各数据点 'h' 用六角星绘制各数据点
) Y: O, U1 g \7 w) v' k
这些选项可以连在一起用,如:'-.g'表示绘制绿色的点划线,'g+'表示用绿
n1 R+ u8 M7 D
色的 '+'号绘制曲线.
: d: ?4 f2 e6 A
注意:1)表示属性的符号必须放在同一个字符串中;
" L3 ~5 e0 U) s6 n9 A! K# J5 U
2)可同时指定2~3个属性;
. l6 y. U9 L/ n7 c+ X4 S' I
3) 与先后顺序无关;
' a# V6 v5 ?% J4 k5 p
4)指定的属性中,同一种属性不能有两个以上.
* [% \8 g' Q3 O6 J
例:t=0:0.1:2*pi;
: m2 d6 V$ h7 y! _9 h& g- a F5 I8 J/ J
y1=sin(t);
8 k9 h/ r; @, L b- B3 z! I) d) K
y2=cos(t);
: J F6 r, w+ k# D8 p5 c
y3=sin(t).*cos(t);
3 R3 a0 z* ?6 e' D G
plot(t,y1, '-r',t,y2, ':g',t,y3, '*b')
1 O3 z y) S, q* t
该 程序还可以按下面的方式写:
) Y* v8 N s7 r" P. |; {
t=0:0.1:2*pi;
& x/ l$ c# I4 N. W5 k* l
y1=sin(t);
2 B8 i, U7 c5 K( a
y2=cos(t);
! D, m" |' }6 @5 R5 n. G" y
y3=sin(t).*cos(t);
2 n6 ~/ X- w# R2 K
plot(t,y1, '-r')
6 N; M/ ?+ ]8 Z, ]0 @" k
hold on
5 s) N* w9 q% r6 L) e
plot(t,y2, ':g')
5 B B( B0 J. p5 ^$ d; E& d/ d0 E
plot(t,y3, '*b')
, R; C/ a8 p8 q" }/ j& R
hold off
" b( ~& B0 n) L0 o4 p1 E5 @3 Y4 Y
注:在MATLAB中,如画图前已有打开的图形窗口,则再画图系统将自动
; j3 h- i$ @4 K- S: v# t1 V
擦 掉坐标系中已有的图形对象,但设置了hold on后,可以保持坐标系中已绘出
( C/ G+ M" M$ X8 W
的图形.
4 l) w) L4 f; _& _0 N* H
33
/ u7 _5 M# q3 H1 j1 {
01234567
6 \4 K( a$ Z% f# u4 _
-1
0 J2 ?! Q! E$ R f+ ]+ B
-0.8
& n! K& u) l( C" U* v! [
-0.6
" u# C2 R" Y5 {8 h, X
-0.4
( b. h; u0 o5 c% O
-0.2
9 z1 A: P2 O3 z
0
( j( p/ Y# \% K6 M% A. D0 V4 X y, |
0.2
6 H4 I7 y- \+ S9 D! B! H; J
0.4
% j4 V: n2 i( U& Y! I$ X
0.6
: D+ P! _: W+ b
0.8
) v& U, W+ N7 W) c) j. L
1
& H5 L; }7 G6 R5 `' r
图(a)
- v: m- D% i8 ^4 e, ~/ K+ k
还可以进一步设置包括线的宽度(LineWidth),标记点的边缘颜色
/ P5 |% d& w; I% N
(MarkerEdgeColor),填充颜色 (MarkerFaceColor)及标记点的大小(MarkerSize)
0 @3 S; U$ z5 L( j" D- s
等其它绘图属性.
3 j! v; ~) P4 c( U- }$ e
例:设置绘图线的线型,颜色,宽度,标记 点的颜色及大小.
4 q, d4 z* m3 R8 X6 y/ ^
t=0:pi/20:pi;
2 b, x0 l P0 h( i8 d* ^! Q. m8 z
y=sin(4*t).*sin(t)/2;
7 X0 J, N b; r' Q9 G+ W
plot(t,y,'-bs','LineWidth',2,... %设置线的宽度为2
2 r6 Q5 l. D! {! Z' h. O5 N
'MarkerEdgeColor','k',... %设置标记点边缘颜色为黑色
, N0 H( z! z+ P2 D
'MarkerFaceColor','y',... %设置标记点填充颜色为黄色
# g7 S' |7 L1 M# B: N
'MarkerSize',10) %设置标记点的尺寸为10
. E! O5 U1 y8 f; z: V
绘出图形如下:
; ^0 t' G6 {. G- K* x7 v
00.511.522.533.5
]7 C. \5 l/ P2 q3 e7 \
-0.5
! w/ {7 m7 d: D
-0.4
% W/ W8 a+ S" c; _& {+ z- q
-0.3
( d# ?) t" L5 s0 X6 r
-0.2
5 v) k4 ?% [( T9 Y. P7 ]% L' x8 x
-0.1
( E" f* B9 i1 w) p+ y" F
0
% Y" X+ b6 Q0 R6 ?
0.1
% |( A6 b+ g0 U3 j
0.2
7 M3 }* k( h3 I2 S# y% F4 A
0.3
% {% Z [! U3 j
0.4
6 e1 a ]- d" e5 C' r
0.5
$ o) l6 e: @. Y
34
7 Z7 Z, R7 x: _. {" c% w( o
4. 双Y轴绘图:plotyy()函数.
; A1 G" P8 Q! N* F/ |& g# T5 e* @
其调用格式为:
9 h e: g! N3 b" Y: B. K v
plotyy(x1,y1,x2,y2)------ 绘制由x1,y1和x2,y2确定的两组曲线,其中x1,
7 E/ c! o$ r5 q9 n1 D
y1的坐标轴在图形窗口的左侧,x2,y2的坐标轴在
& s4 F) `# V& y& I! z
图形窗口的右侧.
' o4 p: t6 o7 T( N
Plotyy(x1,y1,x2,y2, 'function1','function2')------功能同上,function是指那些
. h' g/ }6 [* o* h! ]7 T
绘图函数如:plot,semilogx,
1 z4 i, ?1 Y# y! H- Y
loglog 等.
* i/ E% r) D: h; y, a
例如:在一个图形窗口中绘制双Y轴曲线.
5 q& @" ?' P# l! b2 i
x=0:0.3:12;
& G# @0 ?- Y' F, c2 h2 |
y=exp(-0.3*x).*sin(x)+0.5;
' _: r# ]/ ~" [! g n
plotyy(x,y,x,y,'plot','stem')
2 _% J j( S' U% B8 J
图形如下:
$ n, U# b/ ~9 R0 O% p
024681012
8 F% s( @ r { I& X. D& _
0
# Y8 F/ R0 Y/ g$ F/ b4 e7 n$ I
0.5
: ^; s9 A% p! @1 ~% A& {
1
& U# ~& o7 P4 L% j6 u! H
1.5
% ?8 d: k! ?& p" c" r0 B& b
024681012
9 P# r0 Z6 k1 V8 D( f( q
0
. g: a: ^7 {6 ~% Z4 a) N
0.5
5 |% H0 l2 k0 Z7 ]" G% d( t5 H
1
7 b. f* ]. K; i7 @( \' n# F2 |
1.5
" K7 n6 L- i) }# ]% y' j
stem: 绘制stem形式的曲线(上端带圈的竖线).
! b7 r" K" S& C0 x
绘图结果:两条图线自动用不同的颜色区分,两个坐标的颜色与图线的颜
! f6 B w0 n! Z* n
色相对应,左边的Y轴 坐标对应的是plot形式的曲线,右边的Y坐标对应的
^5 [+ X# S. v) w" X0 B
是stem形式的曲线.
* j% c3 E, y* t5 ?6 q6 @; {" R
二.对数坐标图绘制函数:
4 |6 F; S9 u6 j2 D
在对数坐标图的绘制中,有三种绘图函数:semilogx,semilogy和loglog函
% S/ _) Q9 V2 s# M, t
数.
% S. e/ G8 C. K/ S( c R
1)semilogx( )------绘制以X轴为对数坐标轴的对数坐标图.
3 h% B; M! g# _# h
其调用格式为:semilogx(x,y,'属性选项')
7 E/ {* P* n: h+ b; d
其 中属性选项同plot函数.
5 b6 V( T; n) u& h' }( g5 _% X
该函数只对横坐标进行对数变换,纵坐标仍为线性坐标.
" n" C7 ^" L5 a: G4 i
2)semilogy( )------绘制以Y轴为对数坐标轴的对数坐标图.
6 y" ~6 x! l# i' R- q2 @& D
其调用格式为:semilogy(x,y,'属性选项')
2 D# u4 l$ T$ b; [! ~; }, {' I4 O
该 函数只对纵坐标进行对数变换,横坐标仍为线性坐标.
4 t) |* I9 |. D& I5 V
35
4 u, `! {, M; z& o, m3 r
3)loglog( )------ 绘制X,Y轴均为对数坐标轴的图形.
2 r7 ?0 F( h0 N: O1 ^
其调用格式为:loglog(x,y,'属性选项')
& U& W6 F c7 i, d; `$ d [+ d
该函数分别对 横,纵坐标都进行对数变换.
$ \9 w S: T# {0 @4 a. D& Z3 Q2 n6 K5 o3 A
例:x=0:0.1:6*pi;
! s. }+ l6 ~: Q
y=cos(x/3)+1/9;
; H% Y. Q4 L: @% W4 E' H P9 y
subplot(221), semilogx(x,y);
9 ?0 _1 H4 ?, p3 r0 a
subplot(222), semilogy(x,y);
; H1 x7 f2 n' ~6 a' c# A. n9 l
subplot(223), loglog(x,y);
* \1 n$ P. M+ @/ a
4)MATLAB还提供了一个实用的函数:logspace( )函数, 可按对数等间距地分
% |) B+ l9 a6 A9 s `
布来产生一个向量,其调用格式为:
; D: U% E+ V" [! `# X
x=logspace(x1,x2,n)
; f3 R3 z7 J. ^" ~3 g1 O: @) M* d
这里,x1 表示向量的起点;x2表示向量的终点;n表示需要产生向量点的
/ J! P' N5 L4 d8 }; D% i
个数(一般可以不给出,采用默认值50).
9 ?7 R* C0 w9 b7 Z
在控制系统分析中一般采用这种 方法来构成频率向量w.关于它的应用后面
; i2 M( X& b! w, Y- A
还要讲到.
" A h% x6 c& \$ s6 f7 [2 C
三.极坐标图的绘制函数:
1 o [# T! U' Y% i+ B, x0 ?
绘 极坐标图可用polar( )函数.其调用格式如下:
2 i1 \+ A0 }$ V3 j) x: U
polar(theta, rho,'属性选项')------theta:角度向量,rho:幅值向量,属性
" i1 e/ \7 k0 s, f% t" K
内容与plot函数基本一致.
1 W7 A$ x! \) I. T, s. D0 b4 b
例如:极坐 标模型为:3145/)/)cos((+ =θρ, ],[πθ80∈则绘出极坐标图
- a I" b. T0 g3 Z/ X
的程序为:theta=0:0.1:8*pi;
/ B& B2 x9 o! v1 e1 M U* K- D+ b
p=cos((5*theta)/4)+1/3;
3 W1 a- k# ?& x! f ]1 u7 m
polar(theta,p)
; F- c# P4 @ |. h# ?
0.5
* q2 r2 j( U, j: m/ J7 e2 f
1
. s" i2 F# A- k& b& h; ^
1.5
S9 X1 @8 e$ E- M* W# l! ?
30
" ^1 i1 U& W9 o( d! G
210
: A/ _; O) g( [6 A( H8 B5 N
60
# T0 w' h( p$ d$ L. {2 y
240
! O0 l6 c* E5 R+ x: C) J' c
90
: m% a1 m" Z& q+ i6 ^
270
! _( G6 N4 W; W/ N2 l. L
120
2 ]& V* V5 w( n/ n
300
/ t% |3 @/ P9 l6 V e+ c7 A* }; ]
150
. G( `2 X0 M. e
330
' b5 u9 m9 u, t
1800
* ?4 A' h& T( T/ n4 N3 J/ i
四. 绘制多个子图:subplot( )函数
: L/ d7 Q/ e$ P- Y" P; B
MATLAB允许在一个图形窗口上绘制多个子图(如对于多变量 系统的输
# }* X1 {' D4 o: y1 n8 S% F
出),允许将窗口分成nxm个部分.
) c5 U9 V4 ~2 X1 n0 a9 P5 d
分割图形窗口用subplot函数来实现,其调用格式为:
$ [+ \' c _( c4 f
subplot(n,m,k) 或subplot(nmk)------n,m分别表示将窗口分割的行数和列数,
1 k& b4 R7 c& b0 y
36
: A7 V- ^2 n0 J, ^. T1 z) M
k表示要画图部分的代号,表示第几个图 形,nmk三个数可以连写,中间不用
2 b9 f ^& t2 I+ p) `% L: |1 c; C
符号分开.
* n6 M# D/ P; Z% n, W
例如:将窗口划分成2x2=4个部分,可以这样写:
6 d5 A4 h' A7 }5 J* _& j' R: `
subplot(2,2,1),plot(……)
& a8 n) f( x- E. @4 N w
subplot(2,2,2),……
/ H! m5 U" U! v( e
subplot(2,2,3),……
2 \" | K7 @2 I% T
subplot(2,2,4),……
7 h j8 i& ` g+ A1 s
221 222
3 S; ^1 c$ o+ D4 ^- p
223 224
- b. p* w H5 i3 @) h
注:subplot函数没有画图功能,只是将窗口分割.
; @2 |: p K% R9 b# @
第三节 图形的修饰与标注
- R2 F6 c' A3 P( H
MATLAB提供了一些特殊的函数修饰画出的图形,这些函数如下:
3 k# z1 \/ j3 H4 H+ y! {7 V! v9 u
1) 坐标轴的标题:title函数
, n; @( c& k6 _# }/ u9 M. U; m# e
其调用格式为:title('字符串')------字符串可以写中文
- m O) L8 s! L& K
如:title('My own plot')
k: \! D& q0 x# u
2)坐标轴的说明:xlabel和ylabel函数
. E% j2 z7 s5 G e, Y3 E) V3 j
格式:xlabel('字符串')
3 ]* u) i4 l. c, ]; a' p
ylabel(' 字符串')
: F5 ]- K, C1 \9 v
如:xlabel('This is my X axis')
) \; u3 ^) G3 p9 k# R% t. Q* A6 A0 ^1 i Q
ylabel('My Y axis')
+ A# X3 Z$ s0 F
3)图形 说明文字:text和gtext函数
: f- O/ q+ W" u+ M2 t3 B$ @5 H
A.text函数:按指定位置在坐标系中写出说明文字.
0 b/ a8 v! Y/ |
格 式为:text(x1, y1, '字符串', '选项')
4 v: k1 a! h/ A" h
x1,y1为指定点的坐标;'字符串'为要标注的文字;'选项'决定x1,y1
7 Y" _; G D5 f' a. f$ e# r
的 坐标单位,如没有选项,则x1,y1的坐标单位和图中一致;如选项为'sc',
! L% k0 y3 v ^- d
则x1,y1表示规范化窗口的相对坐标,其范围为0到1.
4 X& \6 q6 r; y0 ]
(1,1)
. n7 y; E# z6 o. V1 a! \5 t2 y
规范化窗口
0 W* y$ E: h, M- b: w; X
(0,0)
1 ~) r' s9 F* ]! {+ B/ k
37
* m0 |1 U2 D* W: W
如:text(1,2, '正弦曲线')
" M, U" x( `# O8 D
B.gtext函数:按照 鼠标点按位置写出说明文字.
! G- s/ z6 c3 a* j/ p0 x E
格式为:gtext('字符串')
8 g$ d) d3 k! p0 b1 @
当调用这个函数时,在图形窗口中出现一个随鼠标移动的大十字 交叉线,
i |, v- t1 }
移动鼠标将十字线的交叉点移动到适当的位置,点击鼠标左键,gtext参数中
+ q% R1 x" p/ b- Q2 j4 F( ?6 r
的字符串就标注在该位置上.
9 r9 f. h+ F3 J8 D' I
4) 给图形加网格:grid函数
" A5 O5 w; q# u+ P5 u, i
在调用时直接写grid即可.
+ \ Q4 c4 V* z
上面的函数的应用实例:
: O3 ^$ J5 C& L) l8 q. D7 y
例: 在图形中加注坐标轴标识和标题及在图形中的任意位置加入文本.
1 U6 R* S: \) i4 U* v( h
t=0:pi/100:2*pi;
2 s. ^9 C6 r9 J6 o J
y=sin(t);
; b& y# O! D# Z. \
plot(t,y),grid,
, w6 h' [$ ?$ `! B0 b* K
axis([0 2*pi -1 1])
9 c3 }* |; K9 d8 N# w
xlabel('0 leq itt rm leq pi','FontSize',16)
& X. w$ ~& r" R \ u6 q4 u
ylabel('sin(t)','FontSize',20)
$ P, g9 R9 i9 j3 u
title('正弦函数图形','FontName',' 隶书' ,'FontSize',20)
' c7 Y/ U. G6 m
text(pi,sin(pi),'leftarrowsin(t)=0','FontSize',16)
9 U4 T; W* K5 d1 L
text(3*pi/4,sin(3*pi/4),'leftarrowsin(t)=0.707', 'FontSize',16)
7 j9 e, O3 G6 N s
text(5*pi/4,sin(5*pi/4),' sin(t)=-0.707rightarrow',...
8 i" e% i) H. g# O/ |
'FontSize',16,'HorizontalAlignment','right')
- h; U+ M6 T" C. x) c5 M# I3 N
画出的图形为:
/ i1 a) m$ w# Y
0246
& e0 s3 R& K' O/ Y3 Y$ e' \% h
-1
j# z# E4 [' w, N R# g! H7 k
-0.5
0 ?& J' G% c6 r, T! S2 I
0
, C, G8 u, e# H( q
0.5
$ O) v4 N3 p, Y. u$ i
1
0 E. z2 N8 U5 \; {9 H$ r
0 ≤ t ≤ π
' t2 C" l8 [4 s" X% G G7 h
sin(t)
! I; r( Q, x) @" g% T( J/ K; `
正 弦函数图形
: M6 k! m& t- c
←sin(t)=0
) u- J2 e. d2 a9 q* z
←sin(t)=0.707
8 K/ R2 ~1 Y& c2 d9 x7 l1 \) b
sin(t)=-0.707→
% W: o. c2 l) ]8 B& ^5 C f
5) 在图形中添加图例框:legend函数
+ L* e A. _& B1 Q4 h
其调用格式为:
" \ _! n8 \/ h# p5 X7 k/ r* K
A.legend('字符串1', '字符串2', ……)------以字符串1,字符串2…… 作
6 q: B/ W* J; @+ i
38
6 _! z/ u0 o3 c T# h
为图形标注的图例.
6 k9 ^3 ]5 e# ^" S( v' b
B.legend('字符串1', '字符串2', ……, pos)------pos指定图例框显示的位置.
$ v/ T( J1 z: L# ^* }
图例框被预定了6个显示位置:
' L0 ?5 S' O" V3 `/ j
0------ 取最佳位置;
' B# T& J% h" d2 n
1------右上角(缺省值);
; L \& W8 ~6 W
2------左上角;
# N+ m8 D5 }# G- Q# M
3------左下角;
8 P5 e" n3 n, R' D3 h8 s2 Y# K9 N
4------右 下角;
& g D1 h# y; ]4 A
-1------图的右侧.
5 c1 @0 ]- P i' M
例:在图形中添加图例.
' o! L* L9 a' b" t
x=0:pi/10:2*pi;
( z5 l* l4 V4 A' B) ~: I/ b. Y2 P) L
y1=sin(x);
7 a# E( \ }# I: m4 R' |- ]" |
y2=0.6*sin(x);
% B) E) t; D1 }6 O7 \( ^1 h
y3=0.3*sin(x);
$ o% V. S* K* M. Q
plot(x,y1,x,y2,'-o',x,y3,'-*')
5 \" J: m. E/ L# i- \* I/ j
legend('曲线1','曲线2','曲线3')
& @% t" D. |( o8 `- R/ y
绘出图形如下:
/ N& V& M8 V, z. T) C( y$ `2 c: Y
02468
7 x* B0 n( b7 Y; d- L% W
-1
" F0 i5 ^: X' o4 d6 d r; n8 K
-0.5
* F) ?& x) r& F- v9 m' [
0
( \: t/ M5 }+ K! @5 S* G- K5 G
0.5
! d' T* R9 Q+ e
1
0 u8 g) v: k9 T2 Z9 R% `9 d
曲 线1
: ~" `# N5 U B& y: [0 R
曲线2
8 f6 u) I8 I# u7 y
曲线3
W. K3 S9 q, g C' C
6)用鼠标点选屏幕上的点:ginput函数
! [- O0 x5 _* n' k$ s; f( u& [5 {
格式为: [x, y, button]=ginput(n)
* H" M8 T5 m% `6 k% D
其中:n为所选择点的个数;x,y均为向量,x为所选n个点的横坐标;
; C7 T7 U) {8 _8 s! {* F4 u- L
y为所选n个 点的纵坐标.
; _9 [, E3 p9 c$ J4 b2 S& Q9 c( R5 H
button为n维向量,是所选n个点所对应的鼠标键的标号:
' G9 p; E5 b( \" a: P0 [6 A
1------左键;
; S! J9 I' q0 {5 W% @
2------中键;
: h+ z7 u, n8 x4 x. o
3------ 右键.
+ L ]6 D8 M m0 p- C
可用不同的鼠标键来选点,以区别所选的点.
P- e$ y/ E7 C$ \
此语句可以放在绘图语句之后,它可在绘出的图形上操作,选择你所感
1 r `2 L' f' \1 X3 w' S
兴趣的 点,如峰值点,达到稳态值的点等,给出点的坐标,可求出系统的
% u: V( E5 u9 R3 s5 {9 {
性能指标.
* p X0 T1 h, v, k/ m Y6 ~7 j
39
+ j- S$ I' s8 c- E5 q
第四节 MATLAB下图形对象的修改
9 w" x1 g" v- V- J8 y3 s
MATLAB图形对象是指图形系统中最基本,最底层的单元,这些对象包括:
5 i* s# _! t% V6 j
屏幕(Root),图形窗口(Figures), 坐标轴(Axes),控件(Uicontrol),菜单(Uimenu),
9 |5 @; J" `1 J' j
线(Lines),块(Patches),面(Surface),图像 (Images),文本(Text)等等.
0 w+ Q2 c# ~' y+ c- r
根据各对象的相互关系,可以构成如下所示的树状层次:
/ [0 r* e$ K' x8 D% q7 Z
Root
8 R; Q! c, L g+ V: D: ?7 P& l3 {! Q- q
Figures
5 @* r6 u0 n1 t% C& v
Axes Uicontrol Uimenu Uicontextmenu (对象菜单)
8 j' v7 [& K1 L3 N8 S6 f( P
Images Line Patch Surface Text
! [' c& N' W# A$ o O* k* L
对各种图形对象进行修改和控制,要使用MATLAB的图形对象句柄
: j q% ~# w, N$ X* }; x
(Handle).在MATLAB中, 每个图形对象创立时,就被赋予了唯一的标识,这
& @" B) T' S/ w% S( t" k
个标识就是该对象的句柄.
' ~# J- X0 d3 u+ R4 P
句柄的值可以是一个数,也可以是一个矢量.如每个计算机的根对 象只有
2 e* {% D' E* T7 c4 h
一个,它的句柄总是0,图形窗口的句柄总是正整数,它标识了图形窗口的序号
5 g# t* K% x- L: n2 ^
等.
+ u0 x0 t. v7 w1 }
利用句柄可以操纵一个已经存在的图形对象 的属性,特别是对指定图形对
: X2 _/ f/ }2 z b. R5 a' L
象句柄的操作不会影响同时存在的其它图形对象,这一点是非常重要的.
4 j5 E! A2 U& k& h7 |
一.对图形对象的修改可以用下面函数:
; q5 O7 p5 V* _8 \1 c! k
1)set函数:用于设置句柄所指的图形对象的属性.
% J6 o7 k& b* ~+ w9 p! Q
Set函数的格式为:
, C. l6 y) [" r' j
set(句柄, 属性名1, 属性值1, 属性名2, 属性值2, ……)
- C* F$ Z- o D( y8 a* d5 ^
例:h=plot(x,y)
* S7 ~, Q1 p: P0 Q2 k9 H% J+ K
set(h, 'Color', [1,0,0])------将句柄所指曲线的颜色设为红色.
. I" m- H4 q9 H; s
2)get函数:获取指定句柄的图形对象指定属性的当前值.
# j7 y% r( z$ M5 V
格 式为:get(句柄, '属性名')
) Z9 C2 G" S* q
如: get(gca, 'Xcolor')------获得X轴的当前颜色属性值.
. b3 L2 h$ I4 E. n
执行后可返 回X轴的当前颜色属性值[0,0,0](黑色).
3 R4 S1 e5 r! F6 Q: b! T
3)如果没有设置句柄,则可以使用下列函数获得:
X. J" ]( R5 Y5 K/ p8 |
gcf:获得当前图形窗 口的句柄;
0 B8 X! o0 v# _
gca:获得当前坐标轴对象的句柄;
( d/ e& |, x9 C
gco:获得当前对象的句柄.
& f' r/ i- ~/ h$ u# v
如:
* w6 g" B1 v% u7 t
A.要对图形窗口的底色进行修 改,可用:
0 t8 P8 z+ S0 O, y5 j, H0 V
set(gcf, 'Color', [1,1,1])------将图形窗口底色设为白色
7 f) P' P1 |' u: ?/ K, U
B.要把当前X轴的颜色改为绿 色,可用:
9 C- [- U, o5 a4 ~/ R
set(gca, 'Xcolor', [0,1,0])
, J$ L# m6 M9 n- P3 Q+ Y1 Y
40
# F. ~- p* Z( ^. X4 T5 a! `/ g8 f
C.还可对坐标轴的显示刻度进行定义:
) w, k) c: H- |2 f# M5 l5 _* R, q
t=-pi:pi/20:pi;
) Z" `7 H1 Z# f0 n& p
y=sin(t);
3 U- h3 E: S5 j8 j+ [5 F" L/ q- h8 n* z
plot(t,y)
! E/ l/ ~# K$ ~, Q2 i
set(gca,'xtick',[-pi:pi/2:pi],'xticklabel',['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi'])
- q( ~/ x5 U9 ~- |8 ]7 A
-pi-pi/20pi/2pi
+ I$ w" v; s( q T
-1
- f F9 g: [- O# z0 b3 }& T
-0.5
! z! w! G( C0 r# S, ^) h, V/ ~: F1 M
0
3 W% p# E" f9 z' `. s& m
0.5
$ N) J- t8 n/ r; |, R, v
1
$ o/ q- j! \' i# z u+ l0 ^/ d7 T: {
本例中用'xtick'属性设置x轴 刻度的位置(从-pi~pi,间隔pi/2,共设置
! u M0 C9 L, S! D4 N
5个点),用'xticklabel'来指定刻度的值,由于通常习惯于用角度度量三角函
* A& W/ e. R7 Q1 f0 G0 d9 a9 c& W
数, 因此重新设置['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi']5个刻度值.
; P+ V9 y2 |4 u7 @
二.一些常用的属性如下:
, D; E/ ?. @3 a1 ~( V' x# K! p
1)Box属 性:决定图形坐标轴是否为方框形式,选项为'on'(有方框),
! k3 |% ]: ]8 y! y ^! E' z
'off'(无方框);
8 q# s- h, `) B& J: n
2)'ColorOrder'属性:设置多条曲 线的颜色顺序,默认值为:
! y- Z1 b/ S7 b' ^" N0 b {
[1 1 0;1 0 1;0 1 1;1 0 0;0 1 0;0 0 1]
& D$ C7 ^. R' [7 p$ A, b, u
黄色 粉色 天蓝 红色 绿色 兰色
" _7 f9 [7 f) G, I" T2 C
颜色向量还有:[1 1 1]------白色;[0 0 0]------黑色.
" o6 w0 N1 x, Y1 ~+ G
3)坐标轴方向属 性:'Xdir','Ydir','Zdir',其选项为:
$ X' B* y& n2 J$ W5 [, z/ e9 [
'normal'------正常
3 [4 ^5 h2 h- o) W9 A; r2 ? s. i
'reverse'------反向
' |8 u5 |1 {- B( {
4) 坐标轴颜色和线型属性:'Xcolor','Ycolor','Zcolor'------ 轴颜色,
3 h" z- B; L. w6 b9 P$ c H) s" ^
值为颜色向量
; |0 X1 a0 k/ E
'LineWidth'------ 轴的线宽,值为数字
; G* F+ U# ~7 l7 p
'Xgrid','Ygrid','Zgrid'------坐标轴上是
+ A2 w. k8 y R9 N
否加网格,值为'on'和'off'.
) y' e$ c5 G o+ K( k+ p) }0 A
5)坐标轴的标尺属性:'Xtick','Ytick','Ztick'------ 标度的位置,值为
) c% v8 K! n$ j/ r
向量
3 }$ r9 Z; O' |. x9 R
'Xticklabel','Yticklabel','Zticklabel'------ 轴上
9 r8 l- }, K3 ~; M, e! c
标度的符号,它的值为与标度位置向量同样大
9 Y9 [5 r& V# Y" r( ^! g
小(向量个数相同)的向量.
) X# g# w( [/ I
5)字体设置属 性:'FontAngle'------ 设置字体角度,选项为:
: y; Q1 }; y5 m3 Y2 ~, x$ ?
41
& p5 p: `; Z0 Y# f" b+ _% Y- Q3 n
'normal'------ 正常;
4 Z/ y8 l& ^+ r
'italic'------ 斜体;
6 r8 Z# J8 g& z+ w/ [+ @0 x
'oblique'------ 倾斜;
7 d; n ] V% V( Y/ X! Q6 v
'FontName'------ 字体名称;
9 L0 _- |1 G) b+ R, ]! h' H- z- `( D% S
'FontSize'------ 字号大小
q+ ~9 K8 ~# s! n2 R Z1 G0 r
'FontWeight'------ 字体的轻重,选项为:'light',
0 B; `$ B3 V( G5 n
'normal','bold'
作者:
regngfpcb
时间:
2020-9-14 16:31
matlab 画图中线型及颜色设置
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