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' R) ^+ S0 `; P( y: D4 C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。
2 {; C; n9 X8 ~5 O3 v2 b$ Z& H0 O3 yclf;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);
; Y$ U# v+ e# i; _$ I% C$ H7 K, _9 i4 c' ~( P/ c d
subplot(1,2,1), plot(t,y,'r-','LineWidth',3), grid on;
7 @# j0 i6 y* Q% Taxis([0,6*pi,0.6,max(y)]); title('y=1–exp(-alpha*t)*cos(omega*t)');6 A$ b0 x1 r4 |& c" Q& X
text(11,1.25,'alpha=0.3'); text(11,1.15,'omega=0.7');& @; T2 R5 X% y3 M
hold on; plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10); hold off9 H! k. r8 L$ h x. {& E" j
text(ts+1.5,0.95,['ts=' num2str(ts)]); xlabel('t -->'), ylabel('y -->')
: l5 b) |0 P' o0 h! |; |# }+ o& Z8 q" z
subplot(1,2,2), plot(t,y,'r-','LineWidth',3); grid on;
% A1 s6 l1 Y" Iaxis([-inf,6*pi,0.6,inf]); title('it y = 1 - e^{ -alphat}cos{omegat}');/ w6 K M! O b, m. T# x; m
set(gca,'Xtick',[2*pi,4*pi,6*pi],'Ytick',[0.95,1,1.05,max(y)]);* l5 e5 }% ]: x. Z3 ^1 j
text(13.5,1.2,'fontsize{12}{alpha}=0.3'); text(13.5,1.1,'fontsize{12}{omega}=0.7')- x7 D1 N. Z) ~+ V+ G0 F
hold on; plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10); hold off
- ~3 K7 p6 |- \3 X2 N9 h& o; ^6 Q& a) l- h" k
cell_string{1}='fontsize{12}uparrow'; cell_string{2}='fontsize{16} fontname{隶书}镇定时间';% e# R1 |# Z) Q) W; z4 J7 Y
cell_string{3}='fontsize{6} '; cell_string{4}=['fontsize{14}rmt_{s} = ' num2str(ts)];
( k: Y6 k9 m4 R# P2 Wtext(ts,0.85,cell_string); xlabel('fontsize{14} bft rightarrow'); ylabel('fontsize{14} bfy rightarrow')
+ e3 w# o7 R& D. a2 ^! u, v# U$ K5 O
9 h* j: e$ d) b h
5 ~1 s- L" E7 w2 P/ _" \# Z. a* b1 ~
' C6 v0 S% Y" s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)。6 Q6 M( b& c& j4 b# U8 N( f! m
这个时候把我们想要标注的plot命令给个变量名 !例子如下 :
+ Y# d% ^9 m7 s; J figure
9 t# N: H/ Q$ ] h1=plot(freq,S11dB'k -.');hold on;* l& q v/ Q ?2 f+ B( R& K
plot(freq,S11,'k -.')
1 U B' Y0 q9 f# P4 }! @" u h2=plot(freq,S21dB,'r ', 'linewidth', 2.0)7 c3 T* B5 J9 J: F+ {7 k
plot(freq,S21,'r ', 'linewidth', 2.0)
) j+ m4 W s: B6 m* jlegend([h1,h2],S11dB', 'S21dB')0 }7 @: }+ i: y8 d1 k* L
. Y5 o% S0 u" I: z8 @
; G3 }- P/ Q# K# s, E$ g其中我们只给出了 h1 和h2曲线的图例说明!
/ }* k2 }. w1 [0 Q+ t1 A+ E7 l; e- S
坐标系
, q8 n9 H1 Z4 z; a& i/ r6 ~1.一个图形必须有其定位系统,即坐标系;
' G6 k. @' f( \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;
4 X# k" p9 l; Q( `* A4 ^3.每个坐标系都有唯一的标识符,即句柄值;
9 X; p) j! v0 ^5 D4.当前坐标系句柄可以由MATLAB函数gca获得;
+ M$ ]$ C# r7 ]% d- P" ?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
' b' Y. x6 M. h$ k定坐标系句柄值.$ i9 T2 n) u( [9 Y6 P7 v
6.一些有关坐标轴的函数:
" h$ [+ O0 w7 V# F, y0 n1)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2 c; ^" @+ r5 T. o- x& p7 W3 ~
合适,可用:axis([Xmin, Xmax, Ymin, Ymax]) 来重新设定;
/ f. r. [/ U$ N& U! F* ~29+ P$ o! k/ Y4 m m' m
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
9 t1 d- L- ]4 h$ ]来,为隐去坐标系,可用axis off;axis on则显示坐标轴9 F. r3 y; W0 T& n
(缺省值).% S6 ~+ a- d3 ^) ~
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. g0 ?+ h# J; m" V
正方形的坐标系可用:axis square$ R' I& y2 x% H9 t# J, K& ]
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
+ F$ l2 ~3 j! w8 S4 [/ C" R的坐标系,可用:axis equal/ n& k5 }3 ^9 a' M
5 G ^8 {/ C4 F2 F( F# M a3 }: i8 ]9 S- V
用鼠标点选屏幕上的点:ginput函数
( Z; X4 ]8 q# i格式为:[x, y, button]=ginput(n)# E5 @% ?# V; F. W! |% V
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;* h" F, d0 E- F+ h Q' _
y为所选n个点的纵坐标.8 g6 P E( x9 A' G( P
button为n维向量,是所选n个点所对应的鼠标键的标号:
$ J" K1 I3 S" C1 o) S2 p( O! U1------左键;
8 H1 w' Z# \5 l2------中键;
/ ]4 @. A; T8 `0 n/ R( g+ h# y3------右键.
' b5 t3 K8 J9 t" f7 L/ y可用不同的鼠标键来选点,以区别所选的点.
" x j2 m2 Y$ ^# ?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4 k+ p( a9 ~4 ?$ V6 E% r
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
) r0 g! W9 k' x9 d" ^ W' a4 W) z. E性能指标.
2 |+ j; ~" a3 S7 a" S3 {$ Y* k9 [+ S6 G; f. f
$ X, M, C. Q1 C& J- t一.对图形对象的修改可以用下面函数:$ M) ?! f: _% a5 s
1)set函数:用于设置句柄所指的图形对象的属性., T. {/ }0 Y9 z- `! m+ j8 x
Set函数的格式为:
( A1 |- k' }% i( t+ ?- i# Zset(句柄, 属性名1, 属性值1, 属性名2, 属性值2, ……)8 y: I( Z. b* z( r3 c3 b
例:h=plot(x,y)
4 I: y8 `7 n. a g( X8 Uset(h, 'Color', [1,0,0])------将句柄所指曲线的颜色设为红色.$ J5 q; b' s) ]4 Q/ O- `
2)get函数:获取指定句柄的图形对象指定属性的当前值.+ J9 H1 ~" k: {; d" m# Z
格式为:get(句柄, '属性名')
, g0 w( |/ E: }0 X. ?* M9 w1 M/ p如: get(gca, 'Xcolor')------获得X轴的当前颜色属性值.+ \3 V2 T+ x% J$ B( v% i4 j
执行后可返回X轴的当前颜色属性值[0,0,0](黑色).1 c' o# w0 A2 v/ @
3)如果没有设置句柄,则可以使用下列函数获得:
/ Q ]8 Q, f; ] ]gcf:获得当前图形窗口的句柄;
- H0 o) f7 q- ?/ K! l; ~5 _% ?- r$ Cgca:获得当前坐标轴对象的句柄;
0 f* H5 X5 j+ _9 R8 D9 k. Ogco:获得当前对象的句柄.
2 M$ P8 Q' {2 z如:7 r, T" V3 |- |
A.要对图形窗口的底色进行修改,可用:
* Q' [' E* ^) o! E0 \. rset(gcf, 'Color', [1,1,1])------将图形窗口底色设为白色5 F! n8 E! x6 F* M" L" u% m- @
B.要把当前X轴的颜色改为绿色,可用:# k6 Q* ?/ V0 r/ ]/ V" j! b2 ~0 @2 r
set(gca, 'Xcolor', [0,1,0])! Y2 d. B9 B ^
40
0 C1 i. l4 {5 e) PC.还可对坐标轴的显示刻度进行定义:3 x1 l7 k$ t! g$ |, G4 M7 h
t=-pi:pi/20:pi;
' `& b. f: N9 Y' u) F1 o. ?" ny=sin(t);1 F6 O0 } `/ D5 b3 _) s7 ?
plot(t,y)+ |9 e% t# [) {
set(gca,'xtick',[-pi:pi/2:pi],'xticklabel',['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi'])+ ~9 n7 L& F {' H( s
-pi-pi/20pi/2pi
8 v1 N f; N. f$ _4 U* @* J% x% B-1
F) l* Y! ^7 S$ l2 t# F* l d. G, d0 k-0.5- F6 B, B4 x! v J+ j2 d" ?8 ^# [
08 C* u+ c- R7 ?# B7 N9 N
0.5
, Q& g. a% S3 i. P, \! ?) g( d1
4 ?, S I( v1 w2 [# }% p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
# ]9 t) ~% x- |7 a5 Z( ?$ j, \5 L" U5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
% ], m7 v3 ]" H9 w数,因此重新设置['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi']5个刻度值.
0 d# j/ x Z, k! G二.一些常用的属性如下:
4 P+ U" _* y/ ]% [5 v1)Box属性:决定图形坐标轴是否为方框形式,选项为'on'(有方框),
) I( k1 V R' E'off'(无方框);
m! c0 r7 c& G2)'ColorOrder'属性:设置多条曲线的颜色顺序,默认值为:
7 n! {/ @$ G2 `[1 1 0;1 0 1;0 1 1;1 0 0;0 1 0;0 0 1]- }# v4 x$ L* e2 |: t+ g
黄色 粉色 天蓝 红色 绿色 兰色
`- N% F: k# c) J$ C" z) O颜色向量还有:[1 1 1]------白色;[0 0 0]------黑色.6 W5 O0 A5 T/ }# Y
3)坐标轴方向属性:'Xdir','Ydir','Zdir',其选项为:
# Y. q* e) U9 k'normal'------正常
# X! ^+ ?. |* |'reverse'------反向; O$ s% i& h, s: G. q
4)坐标轴颜色和线型属性:'Xcolor','Ycolor','Zcolor'------ 轴颜色,$ D' J8 O* A% b+ ]. C2 O' M
值为颜色向量) z; m- |1 n# O) c
$ b5 A8 o# F/ ^
9 E0 {5 H$ \ H5 O4 \
字体设置属性:'FontAngle'------ 设置字体角度,选项为:1 U* B3 R1 Y, L v* n
41/ h- X4 ? ?& Q
'normal'------ 正常;
7 y- o3 s3 y2 V2 S' r( H'italic'------ 斜体;
2 ^ Z* y3 F4 Q- r) y'oblique'------ 倾斜;8 P; j" _# P( P! x( E
'FontName'------ 字体名称;
f7 ]2 |3 B/ I'FontSize'------ 字号大小
9 K# N$ o6 c' x, u7 q* _! K( K' o'FontWeight'------ 字体的轻重,选项为:'light',& n. I# K$ X* l* `! p
'normal','bold'
* D9 E' Q! [8 s6 Q: K2 `" R/ O' C6 B" b+ J) O
+ M- l; s' L2 W, A% p! o! M- h
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:$ G K' N# U4 N2 L7 v1 _% z
屏幕(Root),图形窗口(Figures),坐标轴(Axes),控件(Uicontrol),菜单(Uimenu),3 t( @; X! ~+ n! P B
线(Lines),块(Patches),面(SuRFace),图像(Images),文本(Text)等等.
1 W r* e- u, G2 K根据各对象的相互关系,可以构成如下所示的树状层次:
X- A8 M/ `7 O/ ^Root/ T1 ?( g. k. D$ r% [
Figures
! ~6 ?6 p3 e0 t: |, ]Axes Uicontrol Uimenu Uicontextmenu (对象菜单)& C2 H1 `& D9 \2 g! A
Images Line Patch Surface Text
) L# o* O3 x! n# Y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2 j- |6 Z4 s% f
(Handle).在MATLAB中,每个图形对象创立时,就被赋予了唯一的标识,这
& c5 \8 O! m8 s' ~+ Q$ H' F个标识就是该对象的句柄。3 U% b% B- Q6 \$ X4 c
! Z" _, u+ P- e% z, u! e1 c" B' K* H* s" g
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