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matlab 画图中线型及颜色设置1 M, E8 C( A- z) O( u+ q. G- z
, M2 q+ J2 C6 @2 b# z4 T8 t2 a A
, x2 I+ D$ ~/ Q( t2 w: |
MATLAB
( B6 E: ~$ K+ N6 `* d6 O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
r( f' f5 X* @' i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
* Z3 c8 \# p: n% x; @$ A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
, b$ J: o) d; T3 m3 |方法.
* R% o0 K9 A% V8 |第一节 图形窗口与坐标系
# P: g1 v' g% x0 j& z" @' ]0 B一.图形窗口
1 n2 A; f; G2 ~+ G& g2 d1.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.
9 r. }+ q# V! z' W, w p9 W, q# M6 x2. 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
* Y: z- _/ b) G- Y. f) W+ t( b句柄.MATLAB通过管理图形窗口的句柄来管理图 形窗口;+ O! t# J+ q+ o3 H, b/ `$ [5 n5 D
3.当前窗口句柄可以由MATLAB函数gcf获得;
" B7 V- i i4 C* }" m8 b* D D, c4.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); w) u8 n2 t! V ~2 [
figure(h)----将句柄为h的窗口设置为当前窗口;
( w2 L' E5 X8 \/ Y N5.打开图形窗口的方法有三种:) Z2 M, G# r0 M/ K. K" `
1)调用 绘图函数时自动打开;: R. }3 R- R& `9 k2 { y7 t% R$ N
2)用File---New---Figure新建;6 B% a2 X# S6 r" Q2 ]8 H. y# A
3)figure命令打开,close命令关 闭.3 V$ F# f( B5 r
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: f' f% I/ H5 F
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
/ t9 b T8 K; n& J4 x& Q J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.
- N" r* a3 Z3 W0 V6.窗口中的图形打印:用图形窗口的File菜单中 的Print项.
! Q/ e n; g" N7.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
# _+ f1 l3 F/ p/ ]# d5 K! h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$ x" l# v* }7 `, T7 A( c( l
性./ O& Z, y9 s" }7 F1 A# ]5 C
二.坐标系& L. K9 q+ }+ c! r( `& Z3 T
1.一个图形必须有其定位系统,即坐标系;/ l7 p1 F( |/ @+ T7 W+ u% V
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;
9 q8 {3 \5 K& D$ @" `3.每个坐标系都有唯一的标识符,即句柄值;
) u; }6 I( m! s7 \! k9 b5 i4.当前坐标系句柄可以由 MATLAB函数gca获得;& j2 n n( W6 Z
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4 d$ y& B# V/ ]) d: r( P
定坐标系句柄值.
6 @: B/ ]: ]9 Q0 \4 ?1 B6.一些有关坐标轴的函数:4 n; m% P1 l$ b- b! E
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7 A& G- h7 N# {! `# U
合适,可用:axis([Xmin, Xmax, Ymin, Ymax]) 来重新设定;
: }) Y5 \/ Q+ ^0 V$ f6 t29
1 ?* `" c3 T' E1 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2 p" B% g: a9 Y. }8 J- M% p; l
来,为隐去坐标系,可用axis off;axis on则显示坐标轴
* a2 r- A, \6 B# K* G(缺省值).
# ~3 _2 {/ \" N4 P8 t6 ~5 K3)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/ y' @, u4 [ ^) T& B% w
正方形的坐标系可用:axis square: [$ K8 f) q* C5 G" ?
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* @# t E3 D! F; W: w
的坐标系,可用:axis equal
* \% }' C) _9 H' k$ F1 P6 m第二节 二维图形的绘制
* @- d( U: V4 l6 ]. Q+ R& [一. plot函数
" X, H7 T$ `( \! d4 @+ Iplot 函数是最基本的绘图函数,其基本的调用格式为:2 S L4 o* x: a) X
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,
- A/ n9 k- |/ Q& a( P6 ?0 P: d则绘制虚部对于实部的二维曲线图.
$ Y" V" c( Y, H! R# e/ ?- p. d+ i例:绘制单矢量曲线图.6 j* ?2 B6 n3 k6 V
y=[0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20];! ^2 }1 m+ p/ f& ]. p
plot(y)
# @. a1 d7 J- k2 K* T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, H2 n6 m# k" b" |& V12345678910
7 A- O. x; e2 ?/ G. T8 L0
& \( X5 @0 H" H& m- b, R- `2
$ v1 W. {1 y+ ?- ~8 f4
! g% n/ v' o7 ~1 k6* x8 U% p0 z. { r% H* ~
8& e, { s' I" E" X p8 N$ o; d
10" q* S- o2 \, j9 \/ D
12
1 c& e: _5 u5 {7 {/ n. e14
$ }, M$ J0 i$ w0 i' v; |: I16, _* Z1 J% ]8 Y+ }( M( `. T
18
0 @4 g& H+ i8 }- k2 ?7 H203 G( @( G* h% u9 s
2.plot(x,y)------ 绘制由x,y所确定的曲线.
, c3 O& W" X; l: V4 ^/ u! ^7 {( j1)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
; ? O9 r! z% `' g0 Q; _横坐标,y为纵坐标的 图形.
$ i, p# Q& p2 H; t如:画正弦曲线:3 V' V7 \. N# U/ X! P, R) ]
t=0:0.1:2*pi;
! s( Z( B3 N2 a4 r" a3 P9 hy=sin(t);
! ], P% |% I* x) cplot(t,y)9 [0 \7 M) k" p3 F2 |
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
, V! A, f' `3 l. A, _# {9 C* D30. b8 C# O w! z7 \4 w
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$ b$ c2 u* u" Q+ ^/ x. ]: p
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. V3 U) m" v- _
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" [/ p0 H X- ?0 w8 K3 Y
同,则以y的每列数据作为一组绘图数据.% c4 S1 X" a" N/ i. h
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
% `6 b. D% Z+ b4 v/ I3 c按照一定的规律自动变化每条曲线的的颜色.
1 l% V( Z4 \* ]* c0 `1 n* A! E1 mx=0:pi/50:2*pi;
0 A* c% Q1 H u' D" ~ g& Py(1, =sin(x);
5 ^4 b" @* F9 L# b, p1 D/ ty(2, =0.6*sin(x);* }7 ]) R: Q# Q) P5 n, f
y(2, =0.3*sin(x);& G6 J3 z; s# F( F6 y. Z
plot(x,y)& q6 D5 M1 _8 ? _* M
或者还可以这样用:% e* k4 \& t- V3 o$ M& G/ M
x=0:pi/50:2*pi;+ t/ f9 u0 i8 i! T' T+ y
y=[ sin(x); 0.6*sin(x); 0.3*sin(x)];
4 v8 `& P& @9 h* `plot(x,y)
" Y5 s3 o5 L8 N% T01234567
* ?/ T% r( W! T4 P9 U, _-1 V5 {$ y& i! @8 t# T/ p1 P' I7 \
-0.8
) w( P0 O, C+ p6 m! Y-0.6
w8 g/ Z3 b" }$ j-0.4
. e' G3 H3 `* I-0.2
( O3 ?" M$ t2 [. [0 @0" Y. ?! q$ T0 U5 o7 ]
0.2+ b, n: i* @1 Z
0.42 f) [2 C/ ]- H* e5 l0 G$ ]2 p& u( C
0.69 p# ~: j, t G- ^# ^7 R
0.8, O9 i u( o1 E7 s
1" f2 O+ d4 m! j' @8 e4 Q# l
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
! Y, J+ _- k: ]! ^; r! R5 z' R图形.
- M5 u) ?, t2 N9 }, [( t例:x(1,:)=0:pi/50:2*pi;
' M, T& e2 {# W0 ]. [x(2,:)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4;4 Z& R$ {$ q: A G. p6 ~1 r" J/ ^
x(3,:)=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2;/ \" y+ S# v7 t+ h- }: w
y(1,:)=sin(x(1,:));
! N4 O, Z" H% Y1 Ky(2,:)=0.6*sin(x(2,:));
: I F! S9 Z2 X) ~% {7 c/ Jy(3,:)=0.3*sin(x(3,:));
2 V: T; T% U6 Z# e. V3 Rplot(x,y): k; p5 x2 s: A; p- w4 |
x=x';3 q$ O V: \& M. X# w
y=y';- c# e/ c; D4 B9 _' `3 E
figure4 b. J# _- h$ ^ N3 d" H+ W- B
31
7 @* O3 D8 T3 D: a% A6 @1 nplot(x,y)+ G: K6 m5 c4 U- n6 I" t
在这个例子中,x------ 3x101,y------3x101,所以第一个plot按列画出3 n, M) L$ x8 I, k5 ]
101条曲线,每条3个点;而x'------101x3,y'------ 101x3,所以第二个plot
9 m! b9 q" X0 R: V9 V {2 K0 Y$ x按列画出3条曲线,每条101个点.: x# O% `% h) S, y! j, J
012345678; r# X2 z2 ]* f! i% N
-1
- S( C) ~" {. E6 s( S5 Z' E-0.8/ w, ^ A/ u! B, t* }5 P! |# Z
-0.6, m2 T( j" H7 Z
-0.4
5 ~; b0 h( q9 n0 m6 i: X$ T. O' R-0.2
( a1 m* p+ g/ j7 d4 `8 }( [0' y$ J6 W0 d+ A! `! h3 a3 }
0.2
) D: w; Y2 M# `0.44 m& o! c- A+ P
0.6
: z/ q2 m$ W3 z0.8
( |' O8 n2 u) U5 k( s1+ W% j5 E9 N1 g6 e# A
012345678( O4 Q7 m* a0 N0 _
-1% X# ~5 C% U3 J9 c
-0.8# p- @* u1 ]4 S! q
-0.6
" i& }6 c2 f$ T2 N5 F& C-0.42 c8 N# Q' u" `& b# s/ P
-0.2
6 o1 Z* U: v, H: f* ]% w0: [# [7 |; c" h& w: d! I# W/ y" p4 ]
0.2
6 o& F u q5 M9 s8 S( n0.4 U" `" _$ w8 I9 c& \
0.6% u) [2 D' @+ `
0.8
* e. l* L6 b* B5 T$ N3 }, W" X1
1 @$ I* D8 g7 r8 U v3. 多组变量绘图:plot(x1, y1, 选项1, x2, y2, 选项2, ……). g" j8 s1 {/ C M9 ?5 w# m) b/ u3 ]
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
' C" p% Y8 f; x0 K+ r8 ~7 h# G+ O- G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* f) D* r2 G, P0 O' i: P5 S/ j
色,不同的线型及标记点表示出来.这 些选项如下表所示:
9 D: z! R5 z9 C1 v各种颜色属性选项
2 B- \8 O8 b3 ~' v5 U4 ~选 项 意 义 选 项 意 义
2 s2 E$ m& r! g* i" {'r' 红色 'm' 粉红" ^( @" n2 Q0 [( E
'g' 绿色 'c' 青色# u7 T& E) P! r& ^5 g. _# b8 i
326 k0 C; q/ N) J r6 q: Y/ \
'b' 兰色 'w' 白色# J6 _8 w& |. d+ O
'y' 黄色 'k' 黑色3 N8 a: J: L& A
各种线型属性选项
+ W2 n2 K% o* l; N选 项 意 义 选 项 意 义1 h3 o. c! K. j2 w( ^
'-' 实线 '--' 虚线
3 ~) F' u. T' r+ t' m5 x& S) H':' 点线 '-.' 点划线
4 c( B+ ]6 |7 q: [各种标记点属性选项2 F- r; x' P+ z3 N
选 项 意 义 选 项意 义5 H2 j+ n6 ^& q
'.' 用点号绘制各数据点 '^' 用上三角绘制各数据点
4 ^& G3 O& d0 C. t5 d' y'+' 用'+'号绘制各数据点 'v' 用下三角绘制各数据点
& U3 F8 I1 \) d8 h- v7 c'*' 用'*'号绘制各数据点 '>' 用右三角绘制各数据点
1 ^' {. g; i2 z( J4 J. H' .' 用'.'号绘制各数据点 '<' 用左三角绘制各数据点) E, r' ?# Y. u, R' I
's'或squar 用正方形绘制各数据点'p' 用五角星绘制各数据点: l. B [" \4 W# m
'd'或diamond用菱 形绘制各数据点 'h' 用六角星绘制各数据点. U1 n# {2 F2 J
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
5 ], M% _0 R3 K1 v$ ^色的 '+'号绘制曲线.( X5 o4 [3 K, m# R3 o, Q0 P7 t
注意:1)表示属性的符号必须放在同一个字符串中;
" V- f( d, G ^/ _% v6 B: y0 R1 ~2)可同时指定2~3个属性;
. V# I5 i2 e3 U6 _1 e1 v3) 与先后顺序无关;
, Q; o8 m2 f d0 }6 F8 ]; O4)指定的属性中,同一种属性不能有两个以上.
9 L# r0 @# j9 [8 }' x例:t=0:0.1:2*pi;, L) ^5 p8 V$ i8 d" ]
y1=sin(t);
6 L _9 _4 A: o5 @% V# R: ky2=cos(t);
5 O/ S K0 O/ W/ E) {8 d7 c# V. Uy3=sin(t).*cos(t);) `% M6 s6 ^8 B4 {! s) G
plot(t,y1, '-r',t,y2, ':g',t,y3, '*b')
j3 T6 D l; s. y该 程序还可以按下面的方式写:
4 t! w4 w# {/ i; y* U+ y6 s. Wt=0:0.1:2*pi;
& ^# d4 f* j" P% {) i. M0 py1=sin(t);
r, y* Z2 l8 H5 X$ ^, Zy2=cos(t);2 \9 C0 M' k* G# _! m _
y3=sin(t).*cos(t);
! A. l( k1 i8 |. [/ g, xplot(t,y1, '-r')
4 {( |- R! A# u+ I8 o" Nhold on
0 O5 @! F) C5 ~9 u9 lplot(t,y2, ':g')2 j- y1 ^2 ]5 }) n! L( Q( v
plot(t,y3, '*b')+ A4 {3 F7 {' Y0 j" R3 g
hold off
3 A- \5 y$ }9 R7 \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
3 \! S8 i* x7 I( @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
2 c5 c: F8 a: _的图形.
. ]1 i; x' a: f) v; g33, f) u F5 d2 h, E) R
012345676 @. Q) g2 e* s& L% ]
-1# a/ }1 X; I) }# d/ D- T3 g6 f
-0.8
g# d, g, m5 Z6 K-0.6
$ K# }! B( t% O5 E6 z-0.43 E S, O+ j: ]8 j$ t" S
-0.2 ]6 s- {$ [8 F/ V0 G
0
: k+ B% u, O* }- v& @1 E0.2
; x" N1 E/ p% P9 K+ R L1 V" {# D0.4
% n; }: E) C, E5 A. R* P! l4 M0.6! @# _( S2 |) N( V: a0 E4 C
0.83 }0 B0 B1 x- \% T) u& ]* j9 R8 V
1
( r6 X, S0 m& ^ ~. v7 y图(a)
. y( N8 R: p4 k6 g' y9 f还可以进一步设置包括线的宽度(LineWidth),标记点的边缘颜色
, D$ W/ @2 @! c(MarkerEdgeColor),填充颜色 (MarkeRFaceColor)及标记点的大小(MarkerSize)0 M# D W( N: [. e' D
等其它绘图属性.$ C w& l4 w. E
例:设置绘图线的线型,颜色,宽度,标记 点的颜色及大小.) P% {6 F$ s! X# O3 _
t=0:pi/20:pi;* d+ I7 ?% X9 }7 c5 \1 g
y=sin(4*t).*sin(t)/2;7 G( j7 |8 v& U& j' H! B7 [
plot(t,y,'-bs','LineWidth',2,... %设置线的宽度为2* ? |( Z9 w" o# J( O
'MarkerEdgeColor','k',... %设置标记点边缘颜色为黑色
" c& ^5 Y) n4 n$ t! y4 c1 [, }! A'MarkerFaceColor','y',... %设置标记点填充颜色为黄色
1 |- O4 Z# `+ z* v, P- s: d'MarkerSize',10) %设置标记点的尺寸为109 e7 O7 T+ W; |
绘出图形如下:
( R9 L" ^. G1 Q, \; l% r00.511.522.533.5
; x! d- [$ i; U5 X" o* q-0.5& R3 _2 I! H3 X3 M+ r' u- {. P; R, }
-0.4+ p) w% q% {! j% X3 N
-0.3+ }& H. Q3 Y8 @2 o4 a
-0.26 R/ D, m( E3 h
-0.1
9 q5 Q' a) O( A# k( }2 w04 Y r9 y. u- g
0.1
6 H; M0 Z7 D: g4 T6 Y/ v7 [0.2
6 w+ o) a: X) u- O! _6 j0.3
4 p4 @7 e; d, Q0.4
" ~$ n/ `1 G/ _6 [0.5
5 A; x' J- A0 J1 `343 M& D: p9 v! l+ W' h% O
4. 双Y轴绘图:plotyy()函数.6 Y4 ]' z4 }5 y3 E! C8 g; G
其调用格式为:8 `, o {0 [6 _" d) b5 j* y& B
plotyy(x1,y1,x2,y2)------ 绘制由x1,y1和x2,y2确定的两组曲线,其中x1,- v" l- I9 t2 l, f; Q9 y8 u- u
y1的坐标轴在图形窗口的左侧,x2,y2的坐标轴在4 m' V4 Q' x6 P- {/ Y
图形窗口的右侧.
$ F2 H: o- Z- X5 _6 k8 u. DPlotyy(x1,y1,x2,y2, 'function1','function2')------功能同上,function是指那些4 Y3 [' e7 |: j4 n# S' v7 a
绘图函数如:plot,semilogx,
. b% f C6 T) G# k \loglog 等.
1 B) m' B" C* g$ S例如:在一个图形窗口中绘制双Y轴曲线.% d4 I! r6 {( i u8 ^. Y
x=0:0.3:12;. Z0 @% |# @" t& v& h1 _/ p9 {7 ~
y=exp(-0.3*x).*sin(x)+0.5;
! l9 N& _- m! w! s* x6 x* z. w8 G8 eplotyy(x,y,x,y,'plot','stem')* W1 N( _3 f/ ]5 w! q- w7 y
图形如下:* z" \1 Q( L8 T Y3 m* |
024681012
! H" P6 P5 |- o/ k/ W9 {7 K0
8 ^9 E& X$ E' Z% D% ~0.5
% a4 ^4 ~8 L2 Z* e0 ?/ b! G1
/ y" T. p: f! s, {1.50 z _( C! d/ L8 r* S
024681012
9 g1 O! p; G4 u& q6 x) Y' H4 p0 \0
' ]8 k1 t% V4 I7 F+ M0.5) O2 N" `3 ]* P
1
6 \% j4 g) q/ `( |" m3 @1.5
. D5 j& k. N' T; J' f5 sstem: 绘制stem形式的曲线(上端带圈的竖线).
; w6 ~, t8 a5 M* c3 r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6 Z! u$ [$ \ `8 Y" K% {" k
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
( \7 J/ A- ^$ R5 P是stem形式的曲线.
7 i, j4 D g- ~二.对数坐标图绘制函数:
4 k S; R9 X6 r2 y: R在对数坐标图的绘制中,有三种绘图函数:semilogx,semilogy和loglog函
' I" s7 b4 ~0 \' c/ X- t数.
" u/ J V8 \5 e% W1)semilogx( )------绘制以X轴为对数坐标轴的对数坐标图.6 o: I2 ]; c7 G5 f: f; Y/ J+ S3 N. m
其调用格式为:semilogx(x,y,'属性选项')3 w) F4 q! m/ I# b) G$ N
其 中属性选项同plot函数. V& H# d7 ?! b. F& `" o6 N
该函数只对横坐标进行对数变换,纵坐标仍为线性坐标.3 u+ J8 L' ?! R! _4 ^7 I
2)semilogy( )------绘制以Y轴为对数坐标轴的对数坐标图.# ~- r8 B2 O- A+ D6 O, V1 h
其调用格式为:semilogy(x,y,'属性选项')2 G* T# }' Z3 M
该 函数只对纵坐标进行对数变换,横坐标仍为线性坐标.
/ h7 F' G1 x7 j: X% L7 Y35
; r4 {) k% g$ s/ C7 w3)loglog( )------ 绘制X,Y轴均为对数坐标轴的图形.6 @0 {, X0 _& ]
其调用格式为:loglog(x,y,'属性选项')
9 S3 V5 h* o: ]7 X$ d该函数分别对 横,纵坐标都进行对数变换.+ \2 h* G: }" s
例:x=0:0.1:6*pi;% d- z* T7 y: P2 ^6 p( O9 [
y=cos(x/3)+1/9;
2 a' X0 a. e% U; A4 H8 U4 ]subplot(221), semilogx(x,y);1 r1 | X6 j7 @- B5 q; G) `
subplot(222), semilogy(x,y);
& ^1 a6 w1 t/ O, Xsubplot(223), loglog(x,y);
# g+ i$ {& K$ t P' s5 ]4 s( X0 H; g4)MATLAB还提供了一个实用的函数:logspace( )函数, 可按对数等间距地分
8 h5 C; m- P& G. b s% ~布来产生一个向量,其调用格式为:* ^# ]* G$ U) a' x( H! |# K4 D
x=logspace(x1,x2,n)4 W4 S" u+ w$ N f6 s0 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
1 l& m" d2 ~* M! F% [个数(一般可以不给出,采用默认值50).3 j( y( }* L+ T
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5 N/ g* o3 Q9 t# i1 ^ \. E3 D% ]1 x
还要讲到.7 G* g7 \5 D- E7 C
三.极坐标图的绘制函数:
% S$ x C4 |/ C0 F1 v绘 极坐标图可用polar( )函数.其调用格式如下:
. B; x7 }0 U/ L7 C! [polar(theta, rho,'属性选项')------theta:角度向量,rho:幅值向量,属性
$ r+ u- o/ s* @0 t& C内容与plot函数基本一致.1 J) ~7 s$ m: b! H; W* J7 x
例如:极坐 标模型为:3145/)/)cos((+ =θρ, ],[πθ80∈则绘出极坐标图
1 h5 E5 t: `, E0 o: q" g% y的程序为:theta=0:0.1:8*pi;
% a* b9 v. P0 |# qp=cos((5*theta)/4)+1/3;
' x7 h& p/ [- A$ b/ L5 l7 i5 ipolar(theta,p) t# p. x9 x1 v4 M( p
0.56 k* [: f0 i% a: N
1, p2 h+ D: O' H# |
1.53 I0 X T, }7 o/ r5 L6 @
30
. [, a5 D% U6 @# F2 G210
9 y; k% T% Y. ]; C( F4 Z602 I. M2 `: v' o+ j. N( e
240
0 Z J7 r7 Z4 }3 R6 w" ~" T! G908 k2 N2 R9 Y! N$ T+ c" ^
270
! }+ R6 i# x2 s" P' m120/ \# Y: E- ^% ~2 G, r5 n# w _, T
300
# ~4 s9 A5 Y$ h: s9 ]8 y; F0 o' t150, e' x1 E, {9 Y; _- K" J( L* f. y
3309 Q b$ l4 u0 `' H
18000 A6 ~1 |" m: ^
四. 绘制多个子图:subplot( )函数
# X3 L/ L1 a. \0 M5 D8 W/ iMATLAB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
_8 }# j8 d# w出),允许将窗口分成nxm个部分.
& i: ?5 E' s, K+ j6 K: ?+ c# i分割图形窗口用subplot函数来实现,其调用格式为:
6 `' B$ n$ ]7 a: T2 Y: q9 Hsubplot(n,m,k) 或subplot(nmk)------n,m分别表示将窗口分割的行数和列数,3 s1 T) c$ W/ T" K, _8 j, G
36+ Q! j+ a/ [7 ?. E
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
5 ^4 W4 \- B3 x8 S0 ^1 q2 F符号分开.5 B& g' H* p7 Z" W! ]
例如:将窗口划分成2x2=4个部分,可以这样写:
6 r4 g7 ]( n9 j4 L) Osubplot(2,2,1),plot(……)) N' m& [/ E% D
subplot(2,2,2),……( j. c# h- l+ p
subplot(2,2,3),……
# z, P$ z( j0 d, s4 o) Fsubplot(2,2,4),……
; H2 y% c$ g, l* R+ @221 222
+ K5 ~, \4 |& Y, v223 224# k/ F( m5 h; P$ i' f4 J, g3 r
注:subplot函数没有画图功能,只是将窗口分割.4 a; c1 G ~" j# b
第三节 图形的修饰与标注
# }. D* r5 w0 R! |MATLAB提供了一些特殊的函数修饰画出的图形,这些函数如下:
& B. ]3 m7 K- k9 G( A' Q8 B& M( G1) 坐标轴的标题:title函数
* G' S2 M; v5 l其调用格式为:title('字符串')------字符串可以写中文
2 _: G6 e/ `* I5 T8 _; ?如:title('My own plot')
4 z. h# ~! h- u7 X$ K# R" F2)坐标轴的说明:xlabel和ylabel函数5 S4 i; |9 t+ c5 B
格式:xlabel('字符串')9 s+ s) j, l ^+ Z9 l* M/ o4 K0 q
ylabel(' 字符串')
8 k- c, H( ?+ e& |1 |# n4 n2 q7 o+ f1 y如:xlabel('This is my X axis')
/ Y( q8 \5 O2 c2 Cylabel('My Y axis')
) y& O2 u" ?' v; a5 x4 q3)图形 说明文字:text和gtext函数
1 M2 N- m' L1 n! \( K) gA.text函数:按指定位置在坐标系中写出说明文字.
1 B* k8 ^% y3 l2 J1 Q格 式为:text(x1, y1, '字符串', '选项')* Z3 K8 j: i" V) Y
x1,y1为指定点的坐标;'字符串'为要标注的文字;'选项'决定x1,y10 P" ^. Q( F5 E ]+ h' X3 e
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', F# V9 P* o. t9 h& Q' S; n
则x1,y1表示规范化窗口的相对坐标,其范围为0到1.
6 X3 k8 l- Q5 i5 c- {$ V(1,1)
1 O8 } {3 P9 i7 E# \/ H, w规范化窗口
! l, H* q, P. P# C(0,0)2 w$ I; ~ d4 j ^+ u
37; J7 A2 O; {7 [3 R: j) d; \
如:text(1,2, '正弦曲线')
( F( n0 w; A8 Z+ l1 N8 MB.gtext函数:按照 鼠标点按位置写出说明文字.
, h1 ~' I. z- R格式为:gtext('字符串')! |3 H& ^; ]4 W% q9 ?1 c3 r
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,) ]* @8 M8 L X" Q
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/ k/ O" I6 U" J K2 s6 Y: f
的字符串就标注在该位置上.
. j% @3 i( ~3 c/ v0 f4) 给图形加网格:grid函数
* y' }0 \# i1 F! u+ b. X在调用时直接写grid即可.% T- O+ X1 | m- u9 h9 N) `
上面的函数的应用实例:/ r2 g2 ^" F1 ~" s
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.* r; Z) U! G& C* m" P' d
t=0:pi/100:2*pi;. P* i) w: C7 a4 `! S4 o/ K& `
y=sin(t);
, q! t# ]1 E {plot(t,y),grid, G* X( j5 B4 ~9 K+ t
axis([0 2*pi -1 1])$ a8 Q: }6 D* L! X! d
xlabel('0 leq itt rm leq pi','FontSize',16)
* `* O# T7 T* y3 f' q& Q' }2 J8 cylabel('sin(t)','FontSize',20)
( d$ A$ d: R. t8 M/ D6 a3 b2 Otitle('正弦函数图形','FontName',' 隶书' ,'FontSize',20), k3 X) L- j" g' V- Z* |
text(pi,sin(pi),'leftarrowsin(t)=0','FontSize',16)
( M1 A- Z& d7 p$ j# qtext(3*pi/4,sin(3*pi/4),'leftarrowsin(t)=0.707', 'FontSize',16)
" W4 M3 ^. l' _( U5 o4 z: |text(5*pi/4,sin(5*pi/4),' sin(t)=-0.707rightarrow',...
) q3 D: e3 v' f6 q: T'FontSize',16,'HorizontalAlignment','right')" q! V H' u, }5 S5 r
画出的图形为:
6 I9 y: [) e. I4 u Z; S4 a02463 u" I" {# E: Y7 J2 Q
-13 n( N# J2 x# d5 P4 n8 b
-0.57 O1 v& o4 Q1 d# G
0! D) K5 c! m! q- t+ C* R
0.5! z* T- T& ]2 }- v- ?" I
1; W% g2 N; e! p) _6 F8 x
0 ≤ t ≤ π
! }+ R6 t8 m3 Ksin(t)- ]; q; k5 ~8 z9 A' M( [- ~- H
正 弦函数图形
7 R; P U: n8 ~- U←sin(t)=0( d( ^; k) |, Q
←sin(t)=0.707
$ ?( W- o% G$ @6 c# ` Vsin(t)=-0.707→# ^, y: Y1 g; b7 d9 \7 E
5) 在图形中添加图例框:legend函数. o6 l' ]3 Q: E" n2 N( ^
其调用格式为:( U. [0 d* Y5 B0 O
A.legend('字符串1', '字符串2', ……)------以字符串1,字符串2…… 作
9 S9 ^7 }2 U* c( T0 E38) f0 I5 h( ^9 v6 h$ F& J* A
为图形标注的图例.
; S @% o$ p1 }0 y4 b% pB.legend('字符串1', '字符串2', ……, pos)------pos指定图例框显示的位置.4 ^. O. Y7 C, V7 ^4 f
图例框被预定了6个显示位置:
+ \7 U, M1 U) Z' A3 X' ^0------ 取最佳位置;$ A3 A# b7 [1 C+ V
1------右上角(缺省值);4 k" D5 S- W2 U( q/ k9 ~
2------左上角;7 G' A) q9 @2 P0 E
3------左下角;. [0 V! G& `" a9 v4 g1 ~& J! h# r
4------右 下角;- [0 ]$ M- n' l) V
-1------图的右侧. Z0 s( |+ l0 j' B5 g- |
例:在图形中添加图例.
: n0 g+ ]; L! }7 n2 w! r) e" D" |x=0:pi/10:2*pi;
9 I* S0 I' r; p, _6 @8 _- qy1=sin(x);3 O3 e! h( j0 A4 ]# n) L
y2=0.6*sin(x);
5 {: E* n# B& D3 Yy3=0.3*sin(x);
/ h$ z- x1 G" i4 v' f; V/ xplot(x,y1,x,y2,'-o',x,y3,'-*')5 C. i0 u2 V6 t! g1 ^9 J' U1 x
legend('曲线1','曲线2','曲线3')2 m2 ]6 O9 v! W& ~8 {
绘出图形如下:/ |/ `4 j e2 H" d- ^4 o1 M* O3 U8 Y# q
024685 h- `7 q8 j9 X7 }* b U
-1
5 O! c5 b7 R: N! c0 U. n-0.5
. M& S* K9 w* V- e! Y; A/ J0/ k! _, Y: \0 D& \& i% p' T& V
0.5: p' g/ {8 C; H( p% Q4 c0 \
12 t+ j B6 s8 v8 B o# u
曲 线1
' N; `" w, e5 d曲线2; K( R0 \% b- r5 Z
曲线3% T" O4 |2 w+ u" G+ X8 x
6)用鼠标点选屏幕上的点:ginput函数
5 @0 e0 j! \6 @# c( _2 F格式为: [x, y, button]=ginput(n)* G* V' ~+ P7 a; O' R
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;5 U( u- y, D* o q3 W, }/ v9 h1 c% A
y为所选n个 点的纵坐标.
. b2 H7 H. ` U# v- _. U8 o3 Kbutton为n维向量,是所选n个点所对应的鼠标键的标号:
k' |$ m, j# h# Z! F; C1------左键;4 o6 y5 N8 z) I# B0 s2 u4 f) f
2------中键;
, Q& `9 V# P- G3------ 右键.7 Z; N) i; k2 a: Z6 \$ g; B9 G
可用不同的鼠标键来选点,以区别所选的点.! Z- Q- q* i! R' d
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
& `) @ G) A3 i$ ~ g) h! G) W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/ Q# L4 f6 _# _4 `/ F) j
性能指标.
* X, ?. Q( B# J5 ?, C39) C: P/ @' K; F$ f, [
第四节 MATLAB下图形对象的修改
8 t( X4 p. ~( N \6 ]4 l, o8 @6 HMATLAB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:
' z$ P2 s* i: g$ @3 O4 [: e7 ?& z屏幕(Root),图形窗口(Figures), 坐标轴(Axes),控件(Uicontrol),菜单(Uimenu),
+ q$ j4 z' V* w0 x- Q9 v! A( {% h线(Lines),块(Patches),面(Surface),图像 (Images),文本(Text)等等.) b' d$ N. Y' Y& m! \: M$ U5 U5 w
根据各对象的相互关系,可以构成如下所示的树状层次:$ u& ~4 r/ Z, R, N. Y% O: u9 \2 {1 j
Root
* L0 L* r6 T7 O1 K5 bFigures
9 |/ @4 I$ z0 ^1 `" X6 HAxes Uicontrol Uimenu Uicontextmenu (对象菜单)# [, {$ ]. _4 l) S' Y
Images Line Patch Surface Text
% ]& {8 k2 |, v* W" j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( W# _' L+ z! V. u; j. _
(Handle).在MATLAB中, 每个图形对象创立时,就被赋予了唯一的标识,这
J. H6 k! a! Z个标识就是该对象的句柄.& w. F! f8 @% ^# v
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 D* ]$ x3 I& g% L4 v; t% D' L
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
4 I2 ^5 [* E1 ^) b等.) }+ f! U% |5 b# O5 g
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
' U# A2 D1 \3 h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., c6 [# w9 x5 X: D3 L3 R4 s
一.对图形对象的修改可以用下面函数:
: G' { U# F6 P! V5 D2 M* d6 a, @1)set函数:用于设置句柄所指的图形对象的属性.
, w* Z% Q1 l9 Q1 [0 ESet函数的格式为:3 g% V9 v( `! v
set(句柄, 属性名1, 属性值1, 属性名2, 属性值2, ……)
: E; f2 Q+ m/ ~; }例:h=plot(x,y)
5 p9 q# q" F% J' |' @( `set(h, 'Color', [1,0,0])------将句柄所指曲线的颜色设为红色.8 {8 n2 f* X# P8 _0 O6 o
2)get函数:获取指定句柄的图形对象指定属性的当前值.
% ~ L3 B; P# u2 o( j1 h; K格 式为:get(句柄, '属性名')
0 K- d3 m* v4 V7 x9 T) Q如: get(gca, 'Xcolor')------获得X轴的当前颜色属性值." M |0 ? c. \
执行后可返 回X轴的当前颜色属性值[0,0,0](黑色).
: t. M0 T9 J) x+ n3)如果没有设置句柄,则可以使用下列函数获得:' r' Q# K. G6 V
gcf:获得当前图形窗 口的句柄;
) P- @1 w, [6 o! l- E% Lgca:获得当前坐标轴对象的句柄;
$ n! r* v0 q' Y1 |7 v: u9 hgco:获得当前对象的句柄.' f2 g$ a2 X5 _
如:: b$ x$ ^) b7 b; t
A.要对图形窗口的底色进行修 改,可用:$ ]8 Q/ x; z! t: w) @' t+ G
set(gcf, 'Color', [1,1,1])------将图形窗口底色设为白色 ~" u0 ]. m3 X3 A: q5 n5 z
B.要把当前X轴的颜色改为绿 色,可用:
* T: H9 E2 d/ d9 k# r' ?set(gca, 'Xcolor', [0,1,0])! Z3 x% }' @% ~- [0 q$ }
40
& C2 H: `% a! L; W! K; @8 ?: gC.还可对坐标轴的显示刻度进行定义:# W7 Q4 R }% k4 w
t=-pi:pi/20:pi;
3 \+ q2 ^- `$ K Dy=sin(t);
# S& g1 m2 T" [3 Cplot(t,y)
: E s) b- J% P2 y6 u; qset(gca,'xtick',[-pi:pi/2:pi],'xticklabel',['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi'])
' V4 @" S3 {) ~: ~. w-pi-pi/20pi/2pi: |3 s# u& A d; N$ h" n
-1
+ I$ Y* `+ C( D$ x-0.5
- `$ M4 D& y! q5 ?0 C6 _, _0
& ?) _; }& v5 N) h9 m0.5% G& f6 P" k. \/ a4 f
1% {6 k& K) V8 i6 u7 V% G& U6 U
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
/ S5 ?. R& \, i1 e! l1 K. b5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
4 g, f5 t! b$ R) D! }* w数, 因此重新设置['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi']5个刻度值.0 j' F; E a: J" w0 S* x8 B+ o7 T1 l
二.一些常用的属性如下:
0 T- I- e4 e! O4 j; o6 P1)Box属 性:决定图形坐标轴是否为方框形式,选项为'on'(有方框),
" k! ~# P9 a- r'off'(无方框);
6 a) F* h: h- T2)'ColorOrder'属性:设置多条曲 线的颜色顺序,默认值为:
' ?% s8 V) o+ \ K6 t2 V" m3 x, {[1 1 0;1 0 1;0 1 1;1 0 0;0 1 0;0 0 1]
3 V( I: t0 A4 o1 M黄色 粉色 天蓝 红色 绿色 兰色
( ?* j5 ~5 U( {7 F颜色向量还有:[1 1 1]------白色;[0 0 0]------黑色.
3 c0 w0 E+ z; A( L3)坐标轴方向属 性:'Xdir','Ydir','Zdir',其选项为:$ s O3 @5 S# n: n5 y
'normal'------正常
: ^8 j% j3 z, w) Z. N'reverse'------反向
( F P) z) w2 k6 Y& J8 y4) 坐标轴颜色和线型属性:'Xcolor','Ycolor','Zcolor'------ 轴颜色,3 Y& P" _. B, H; ]" |: H
值为颜色向量6 e R- Q9 H6 V
'LineWidth'------ 轴的线宽,值为数字, e( S5 _, i) v k) E- Z
'Xgrid','Ygrid','Zgrid'------坐标轴上是
2 G+ F0 e# d# Z* g否加网格,值为'on'和'off'.5 R3 A+ _& F2 l Y( C7 h! c( v
5)坐标轴的标尺属性:'Xtick','Ytick','Ztick'------ 标度的位置,值为
* M; y U$ t* k* ?3 W$ M- k向量' }. J2 b- m5 N
'Xticklabel','Yticklabel','Zticklabel'------ 轴上
% q5 g+ ~. o+ H4 W0 I( l" n% I, z% `标度的符号,它的值为与标度位置向量同样大! s+ U2 r* c% a1 i
小(向量个数相同)的向量.
8 N; |' s* M e- [5)字体设置属 性:'FontAngle'------ 设置字体角度,选项为:8 o* u1 j% G& T2 Y( _# G
41
! K, X; z5 k: ~# g+ Q'normal'------ 正常;5 z! @8 t7 \ X' c+ t
'italic'------ 斜体;- L: F$ L* R. u T2 v& X
'oblique'------ 倾斜;7 I2 l1 p$ ^; N9 _# ?! ?
'FontName'------ 字体名称;
5 \) K W# s V6 h. N; e- m'FontSize'------ 字号大小
9 y. W4 }% t$ ]/ d'FontWeight'------ 字体的轻重,选项为:'light',8 o& V: _. \# j- O' o) h
'normal','bold'
. H: B o3 w; M# K8 G3 `, L' [ q8 ^
& I, P B8 L9 p: f7 P! c. }: m下载:- Q% F. i* h% i
# \7 t6 g; N4 ]
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