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) _: J( x7 f R- g7 x( j
过绘制二阶系统阶跃响应,演示MATLAB5.0以前版和以后版指令在标识图形上的差别。本例比较综合,涉及的指令知识较广,包括图形文字,箭头,字体标注,网格等等设置。假如能耐心读一下指令、实践操作一遍、再看一下例后的说明,定会有匪浅的收益。千万不要说感谢我的话,呵呵。$ F1 Y7 }2 {' N, ~7 l
clf;t=6*pi*(0:100)/100; y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t); tt=t(find(abs(y-1)>0.05)); ts=max(tt);8 { y# G$ `; m# E: x* f
/ G5 h6 [; t2 G4 r: J
subplot(1,2,1), plot(t,y,'r-','LineWidth',3), grid on;1 A2 q/ ~2 g$ E, L& |
axis([0,6*pi,0.6,max(y)]); title('y=1–exp(-alpha*t)*cos(omega*t)');7 w) \) K: W% i) a8 \
text(11,1.25,'alpha=0.3'); text(11,1.15,'omega=0.7');
9 y0 S+ ?+ O+ Z* M: yhold on; plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10); hold off
& I. Y) k1 L2 v3 ?6 Ktext(ts+1.5,0.95,['ts=' num2str(ts)]); xlabel('t -->'), ylabel('y -->')5 J f- x6 [. [
4 B) h* V1 D/ [1 F4 m) Tsubplot(1,2,2), plot(t,y,'r-','LineWidth',3); grid on;
3 U) q+ Z3 N, |- H8 e7 ]axis([-inf,6*pi,0.6,inf]); title('it y = 1 - e^{ -alphat}cos{omegat}'); o) a: o6 K+ Z& Z
set(gca,'Xtick',[2*pi,4*pi,6*pi],'Ytick',[0.95,1,1.05,max(y)]);
1 m9 \, `2 V! R. P/ m: Ptext(13.5,1.2,'fontsize{12}{alpha}=0.3'); text(13.5,1.1,'fontsize{12}{omega}=0.7')
3 f' i- Y$ B, q. B& I% @9 |# Ahold on; plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10); hold off
& ]% c3 J, Z& {1 K ]2 [, Y. \. m1 v3 C7 o! b% R" l( t
cell_string{1}='fontsize{12}uparrow'; cell_string{2}='fontsize{16} fontname{隶书}镇定时间'; B$ t# {0 O/ w8 y' O% H3 A$ B: ]
cell_string{3}='fontsize{6} '; cell_string{4}=['fontsize{14}rmt_{s} = ' num2str(ts)];
5 R. l9 m5 a, t. Y E" Otext(ts,0.85,cell_string); xlabel('fontsize{14} bft rightarrow'); ylabel('fontsize{14} bfy rightarrow')- n4 K F! H/ N7 y; ~
3 c3 x& l; z. @
# j/ U" K! F* Y/ R
% N. u& W- O8 r4 Z5 c# K
+ g) B4 H$ @$ a: z- y/ R如果一个图片中我们画了n条曲线 但是我们只想加图例说明的只有其中的m条 (m<n)。
7 Q8 {& i3 C9 }1 o9 U这个时候把我们想要标注的plot命令给个变量名 !例子如下 :% H; J3 [8 r1 b# V
figure r" F' A V/ C! R
h1=plot(freq,S11dB'k -.');hold on;
2 w; ~. G& S' J. @4 P6 ?8 m plot(freq,S11,'k -.')
4 N; g- f2 l, w+ f h2=plot(freq,S21dB,'r ', 'linewidth', 2.0)) R7 t1 s0 d% e6 Z; P9 \8 ?
plot(freq,S21,'r ', 'linewidth', 2.0)
% _+ [; A" }/ S* s& alegend([h1,h2],S11dB', 'S21dB')+ f1 S* a' ^1 t, Q
" k0 ~3 k/ }3 c5 o
% ~& }. q v! {' V4 W" g u7 F
其中我们只给出了 h1 和h2曲线的图例说明!5 `4 a# @& ` q2 F4 }+ |; N
) s W Q, `* J( X1 I
坐标系' t8 d2 T8 I7 s* g' v- Z
1.一个图形必须有其定位系统,即坐标系;
& W6 }* [7 }8 t9 e: X2.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;
: ]5 ]) ~. v$ p0 g% ^, T% n3.每个坐标系都有唯一的标识符,即句柄值;' `* o5 m. p# |9 o7 g0 h& B
4.当前坐标系句柄可以由MATLAB函数gca获得;# B% p7 ^1 H7 b, X. B4 K
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
' A0 a2 K3 V+ g7 {( ?定坐标系句柄值.
' V6 I- S, n% y% S( \6.一些有关坐标轴的函数:
; ~3 b9 s' A$ F7 } K1)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' a s) U/ Z2 f- I1 i/ \5 P
合适,可用:axis([Xmin, Xmax, Ymin, Ymax]) 来重新设定;
! K. r, e8 p# T+ c' F2 z# l29
7 L2 y# E" P1 v2)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) I- P3 @: c0 `! ~8 K. d, {. r: G7 _
来,为隐去坐标系,可用axis off;axis on则显示坐标轴; S1 G; C+ r/ v
(缺省值).
3 I+ j: N$ {7 x$ X& X1 F3)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
- A- v9 p8 B$ h( i2 N7 q正方形的坐标系可用:axis square$ W; n! H) N/ X% t ~
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/ |# I% @% O, T$ J+ N7 L5 e% y
的坐标系,可用:axis equal D/ Y0 [' e+ Q; X
7 N- r* N" Q2 U
5 U0 c1 ^7 b- {
用鼠标点选屏幕上的点:ginput函数' l$ p! y7 Y8 a$ w# t6 o1 x
格式为:[x, y, button]=ginput(n)- W! t% R5 f: I+ @, j \) ` o' G ~
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;0 I6 [; m/ N/ b! k! U8 ?- x
y为所选n个点的纵坐标.
; i2 D) q* U; \! D7 Gbutton为n维向量,是所选n个点所对应的鼠标键的标号:
- R3 P8 R/ T: e& C% Z1------左键;
- z2 ^8 W! @5 r' \3 c! \. |2------中键;
/ j5 s: J9 O$ ~3 Z( v5 |3------右键.
2 _6 L1 c, {/ |7 P H可用不同的鼠标键来选点,以区别所选的点.' J% f; i2 w2 [
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
, ^" ?: Z7 n+ B4 I0 q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
+ L/ P* F4 ~+ L# L, l性能指标.4 V( T8 J O5 ^' E* I/ C5 e
4 L/ l5 u2 P4 _
( O+ _/ w, E2 f4 @6 A% o2 T一.对图形对象的修改可以用下面函数:; ]/ w3 f6 T0 s& ^2 g0 {
1)set函数:用于设置句柄所指的图形对象的属性.
* s9 S" ^4 x7 q- Z6 B" [5 wSet函数的格式为:; W. s+ O) y) H" @) [- ]
set(句柄, 属性名1, 属性值1, 属性名2, 属性值2, ……)
: v2 ~3 O: W( W% g. C) r c例:h=plot(x,y). T6 L( e; Y5 u3 |: [) u5 d d
set(h, 'Color', [1,0,0])------将句柄所指曲线的颜色设为红色.6 z0 Z; ]/ t! {+ n6 I9 U9 K
2)get函数:获取指定句柄的图形对象指定属性的当前值.
6 q6 I" H1 E/ Q. k* c格式为:get(句柄, '属性名')* G$ _: Y' w# W4 x$ F
如: get(gca, 'Xcolor')------获得X轴的当前颜色属性值." S: s/ y" G, D. T+ `! K9 x, m c
执行后可返回X轴的当前颜色属性值[0,0,0](黑色).! c5 m+ I. M9 v; a1 s
3)如果没有设置句柄,则可以使用下列函数获得: T# R$ E [. O8 i3 [- _5 r
gcf:获得当前图形窗口的句柄;
# [1 X- q4 A- k! q, Ggca:获得当前坐标轴对象的句柄;5 }, C" p+ d% x* [% \' W" ^' q0 G
gco:获得当前对象的句柄.) U( q& i! |$ K9 ~2 u \ \1 b! Z
如:
# ^! { i! ]+ kA.要对图形窗口的底色进行修改,可用:
4 |( U0 `) k6 d9 gset(gcf, 'Color', [1,1,1])------将图形窗口底色设为白色
1 z7 I! Z: I) ZB.要把当前X轴的颜色改为绿色,可用:: d: ?# n7 X; h* Z$ }8 a6 I
set(gca, 'Xcolor', [0,1,0])) l# V5 z% Y, D3 z
406 {/ y* z! i" {
C.还可对坐标轴的显示刻度进行定义:+ S" e& g; k" M4 s
t=-pi:pi/20:pi;: v1 \% N! v0 W# J0 x8 h# M I
y=sin(t);
3 F, Q2 p7 g0 l8 c' b' L8 Z' |' Dplot(t,y)
4 d: ?& G: ^0 |: T( S/ _set(gca,'xtick',[-pi:pi/2:pi],'xticklabel',['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi'])0 c) H+ r+ @$ [6 E; \2 D
-pi-pi/20pi/2pi
! e* C' y0 a4 f-13 H2 G) ?- h% i: G6 y" b. A0 p
-0.5
% B" u# H* [: g4 T1 E" _4 D! ~0* g- o! U' |# `. e, u" B: C) d
0.5
, E1 Y6 C# K5 t" P7 r10 I M+ b# m- `" U3 L' m
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
- K3 {3 [3 |% U; s3 {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
- `' w. X9 Q% J* K' i- `4 z数,因此重新设置['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi']5个刻度值.
) m1 H, k i f二.一些常用的属性如下:1 z* l, x1 A! x% N
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),, W/ }9 |4 C& H$ i
'off'(无方框);! L8 E# c {2 B* D* D9 i5 s2 b
2)'ColorOrder'属性:设置多条曲线的颜色顺序,默认值为:
. `! ?2 E3 t& n7 ]' e5 e( U, Z7 t' {[1 1 0;1 0 1;0 1 1;1 0 0;0 1 0;0 0 1]
, Q+ @: H$ ~/ Q) \4 d黄色 粉色 天蓝 红色 绿色 兰色
* {0 d4 a0 Z& \3 }& N, ^8 }颜色向量还有:[1 1 1]------白色;[0 0 0]------黑色. W) s$ O+ I; ~% z; \; ~3 E' p
3)坐标轴方向属性:'Xdir','Ydir','Zdir',其选项为:
, n% e( n0 N6 M'normal'------正常
1 r9 R, ?. M" O) ~" W7 P; J( w) { j. r'reverse'------反向
' `' a& M, i+ h% W2 F8 s: l2 t4)坐标轴颜色和线型属性:'Xcolor','Ycolor','Zcolor'------ 轴颜色,
4 O( g8 f! C5 C值为颜色向量
2 l3 n0 O* p- |; i. q8 S! L9 l0 Z' c8 r0 ? m/ h
' Q8 M% i! W6 `* s2 X' K: ^字体设置属性:'FontAngle'------ 设置字体角度,选项为:
4 [& ]. u# F. U' I v, n+ t41
* C( u) l* z0 f$ \( Q'normal'------ 正常;
5 x" ?! U! s! b9 G! {1 i'italic'------ 斜体;
5 K- \. ]% D4 u! _'oblique'------ 倾斜;+ F7 O6 _6 _ n+ U8 C! e) I
'FontName'------ 字体名称;! s( a* L% Z( M5 g. F& Z$ ~% E
'FontSize'------ 字号大小
- F& u2 R5 c8 p& c, l'FontWeight'------ 字体的轻重,选项为:'light', n$ S+ a- n* [0 O
'normal','bold'& n" P1 U. V9 x5 y+ I; i+ F
+ A/ @4 g( R) R% G* B) r/ R$ o1 ?! U6 p; q
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:& w; \" _3 i8 I0 \5 @
屏幕(Root),图形窗口(Figures),坐标轴(Axes),控件(Uicontrol),菜单(Uimenu),
* r k% o0 Q' ^4 [, m" S& q+ J线(Lines),块(Patches),面(SuRFace),图像(Images),文本(Text)等等.% O# I9 F3 K9 A1 q$ N
根据各对象的相互关系,可以构成如下所示的树状层次:
2 y3 A5 k$ K0 F5 H$ e$ tRoot m$ E* O) P! r* P
Figures" J5 P B: _6 g+ K! R0 w: R
Axes Uicontrol Uimenu Uicontextmenu (对象菜单)$ ?8 s' Z% ]* |, F1 B& l3 |& D0 l% L
Images Line Patch Surface Text
7 I4 m6 P. y# b, v+ [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
/ V9 l$ q7 U! T3 T! ?& s" M$ R(Handle).在MATLAB中,每个图形对象创立时,就被赋予了唯一的标识,这
6 B$ k' k7 _- |! f* B7 |5 O' [个标识就是该对象的句柄。/ c% O$ u: P; @* B2 j! |
5 w4 _! I) W8 j) l
) [8 B7 h/ V9 w
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