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matlab 画图中线型及颜色设置
, T0 o8 ^: k7 {( S/ e# c& J; c
! t a* W, U# `2 m) y( Y4 L8 z% l
5 E6 \; L. U. Q% `8 ~MATLAB7 p+ c5 M( F4 F. p+ X+ G2 c. B
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
2 E' I0 c$ c8 f6 T m+ T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) f U# A3 u$ E/ P" S% ?/ N
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
# [$ U" ~8 y3 o% X方法.& U. |! |+ x* M: v. q A: ^
第一节 图形窗口与坐标系/ ~( m# j; l# Z( A
一.图形窗口1 v* v5 r! A% [9 N# Q$ b% Y
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.
( W, g* g6 f8 V: _2 `. ]; W- ~, W2. 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
' W2 v! u, `: a$ ~" e! |) Z句柄.MATLAB通过管理图形窗口的句柄来管理图 形窗口;. z& l7 Z% y ^0 q& a
3.当前窗口句柄可以由MATLAB函数gcf获得;) C: ^0 L9 }' s% \3 b0 \* ^0 L4 `
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);& s+ T# f- v2 R
figure(h)----将句柄为h的窗口设置为当前窗口;0 H/ K' ~* i" b# ~
5.打开图形窗口的方法有三种:2 h9 C! ~& I- X+ [' N& M# @
1)调用 绘图函数时自动打开;( `' I6 F9 D* a. d
2)用File---New---Figure新建;
' H* f& M9 k2 [4 ?& E: \# U3 a, e$ M3)figure命令打开,close命令关 闭.$ e o- B% M7 E, E) V e$ J" h6 {
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
0 L: @/ X% F R0 o; V* f) i! e! C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
. i1 U9 |( ?5 c- o# D, i) b5 W9 T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.6 @7 P7 w: K9 O! {4 i% Q( V* r
6.窗口中的图形打印:用图形窗口的File菜单中 的Print项.
/ G4 u$ M. y0 h5 [1 r, A( \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* w+ Q% G& W2 B, J9 t5 \% x2 C& |
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
7 Y/ U9 b0 X2 A5 t性.4 J7 A( J1 G$ V9 P& b: N1 E
二.坐标系
! A! c# ]/ H+ `* Q- ~7 \) M1.一个图形必须有其定位系统,即坐标系;
- f! S# C) g9 Z! r- f m5 G3 @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;' I( y) ^) E; x m: U
3.每个坐标系都有唯一的标识符,即句柄值;! g: @% _7 {9 F, |
4.当前坐标系句柄可以由 MATLAB函数gca获得;, l' o7 f( E& [7 |- X8 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; u2 r+ \: z! k5 D
定坐标系句柄值.0 o1 A; n* S- n1 ]5 `/ q
6.一些有关坐标轴的函数:- S; L4 C& c; z# m. r5 |' K/ D
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
" S j- e1 b& S合适,可用:axis([Xmin, Xmax, Ymin, Ymax]) 来重新设定;
3 w" S9 U! }2 u( n4 K29
/ e, @9 y2 \& N! [6 K2) 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 u5 V6 K* Q& }0 m: ]1 S- P3 C
来,为隐去坐标系,可用axis off;axis on则显示坐标轴
. |# C+ u1 m% ~+ c& A, z8 ^(缺省值).
6 D/ D1 U, @9 f) ~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" `: p; v" T F& t) |
正方形的坐标系可用:axis square5 \3 Z9 o h& h0 f* d) N9 j
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
: G4 Z. N4 ^) R- |5 Z: s# n% ^的坐标系,可用:axis equal
- W8 `: }* b+ b* t$ o* w5 A: ^第二节 二维图形的绘制8 B2 W0 A0 y4 ^. c; h4 n
一. plot函数
+ i+ u* e2 m8 zplot 函数是最基本的绘图函数,其基本的调用格式为:
3 n. [- M) ?9 e7 e2 k6 \. L1.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,
q# y' G c% M% i则绘制虚部对于实部的二维曲线图.
4 U" [1 g8 ]8 q0 n" `7 i例:绘制单矢量曲线图.
# y& G8 k# M3 ]! Ky=[0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20];
) @4 T, ^3 @$ Z( kplot(y)
- _. I6 g" y1 j- O; R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:
6 U- N ^1 i, k: R8 K4 g123456789104 ]; g( `3 G$ w
0
: _, G( E) ?. M2/ {# R8 ^" Z$ `6 ~5 r
40 P7 x# P! f5 E2 q) t
6
* E9 _( E1 Q0 S) L+ H8
3 c- u" M. }/ q/ H, B4 h3 Y10
" z5 w y, U7 P- w" E120 T K; M. J# \/ E7 U" c" X+ Z
14
: a4 K' W; m# N161 B& U- I4 f* K& N+ {) i
18
3 q3 s' L% L) O* ]20
* l3 T6 y+ i+ Y1 \2.plot(x,y)------ 绘制由x,y所确定的曲线.- z) R; t9 N3 z; a _& o; J9 @
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
) p R4 [: h Q5 o; A横坐标,y为纵坐标的 图形.
! d" U0 y; b% Y9 F如:画正弦曲线:
, @& Y' U: ~6 Y |t=0:0.1:2*pi;2 h. M4 L2 p, H/ X/ P- ~) b
y=sin(t);
7 I' p' {# [: @plot(t,y): k# H% u0 }+ m% N& ~. {
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
7 @, c6 v6 i. {" M6 W4 N5 k% L0 z30$ T/ q* ?) v T; H
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" g2 K; M) ~0 P. E5 O( W
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
) j: d# C. i/ v3 H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
+ G8 q+ {( W' r$ f7 r: _$ S同,则以y的每列数据作为一组绘图数据.4 n/ s" F+ x& k6 N1 F2 x0 G+ T# u
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4 ?3 q5 [# D+ O. W- Y# ]5 M7 |
按照一定的规律自动变化每条曲线的的颜色.
% H( Y5 Y7 C9 R a+ w5 j/ u0 O! yx=0:pi/50:2*pi;
$ j. p9 m7 L3 [) wy(1, =sin(x);
5 Y+ @5 @, r% i( n; Ky(2, =0.6*sin(x);6 a! B: S" b8 _6 m) G, T
y(2, =0.3*sin(x);
1 m: ]( F q% w: U: g8 b6 |plot(x,y)5 \1 h8 K* e/ v
或者还可以这样用:
6 Z- Y: |* L3 Z# D Z9 M2 Mx=0:pi/50:2*pi;
2 u f+ P {9 }9 M: K( F- }y=[ sin(x); 0.6*sin(x); 0.3*sin(x)];
' P' U) F: ~) D; z% f/ Rplot(x,y)
% k! @' `( ?' c8 ~! P$ j( R01234567: m% ]; y% ^) r) h& @# c
-1& ]4 K M6 L$ v+ } X
-0.8
/ e& n5 D6 X5 a! T- y7 A: A! E$ F-0.6' y( }7 u6 c* L }- h+ f0 n
-0.4
( G7 r) b) U0 D# H$ W( M-0.2
9 j5 r/ V2 L7 ~0- [4 ` h0 C# `8 m7 _" d
0.2
; \ s) W, w0 A1 P0 r! \# T0.4
W. i+ x" V+ N8 L' v0.6+ {5 \- ?# C1 ^4 l* `5 O/ y8 i
0.8
3 _8 o- q: @) d! ]: v$ H1
$ n* l- y7 F1 G E. J r3) 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9 j4 p( o% n' C
图形.2 n0 p( G; H, E# u* r# n3 g. G1 x
例:x(1,:)=0:pi/50:2*pi;! G6 S0 C% k% J* F+ q2 @& s. n+ U
x(2,:)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4; s! I0 M& y9 k& ?+ v8 K3 w
x(3,:)=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2;
9 J& L$ u4 p M6 ey(1,:)=sin(x(1,:));
3 v7 K% f9 Q1 z/ L' `3 \# |0 ^y(2,:)=0.6*sin(x(2,:));2 |1 g4 v) k+ q/ C; m8 ^$ C
y(3,:)=0.3*sin(x(3,:));' z; X4 S' c" m
plot(x,y)
w0 x. w* f" V* w: Z2 t0 ] V) Dx=x';
) E7 V4 B E0 x0 E; w# I9 y& T% ky=y';( J" @2 R$ B; d2 d5 S4 S. o1 n
figure0 g) b8 @8 s. | h# h
318 t F3 A- \2 ^- S; \
plot(x,y)
. [* e8 o- m) k" b在这个例子中,x------ 3x101,y------3x101,所以第一个plot按列画出
8 Z. } S! F6 _( D J101条曲线,每条3个点;而x'------101x3,y'------ 101x3,所以第二个plot# p7 ~9 @" S% V3 H3 l
按列画出3条曲线,每条101个点.
% {, T' Q6 ^9 C: ]8 n& |6 @8 }012345678+ ]: X" Q% E+ [! n6 s4 t
-19 |$ e5 T: j8 G6 K
-0.8/ ]; W* M' l! \" e. Q/ z
-0.6
, U. \; R- Q1 S" E$ L' @-0.4. w: C* y1 {% p) o1 `* C
-0.2
+ g" Y- s3 D) |7 u$ A: R) U: Y# z0' k7 c* C j( H3 Q
0.2
2 x# ~: R( B$ K2 I0.4
8 p1 H1 x# G% \) D6 \. k, A0.6
; ]- Z+ N, p: ?3 |* a) m2 Z% I0.8$ F @: x" B& n( ^
1- R% i+ X$ U+ h3 {- z
012345678 `) ]" \. s( w% \% r
-15 o; Q" R; M" S" K( P+ q Q# k9 q
-0.8
& c) l: y' I- f8 \5 n, y( r# I-0.6( Q; Q! R; q8 W8 Y# x3 n% w& ~
-0.45 v+ H* S9 t% X9 N3 P) \
-0.2+ `: U* e9 e( Z# n1 N5 E
0
7 h: M$ L$ A6 H; _8 E0.2
% O: |+ M8 J4 {& O0.4
4 C8 L' i0 x& F+ k8 g0.6
- I+ R8 [$ P" d2 F5 Q+ K. ?0.8" {" K+ w: C$ m% E+ O9 A# u7 o0 }
1% m6 r3 _& B* y: m X
3. 多组变量绘图:plot(x1, y1, 选项1, x2, y2, 选项2, ……)7 x$ b, y1 H& s/ a9 z
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3 D$ J2 v6 Q) \' C, | k2 b" X- y
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( `$ i2 L1 {; }( \
色,不同的线型及标记点表示出来.这 些选项如下表所示:) d9 y l% ]4 |; H1 n% Q, `' g- p
各种颜色属性选项: N- M/ g: H! W7 b) g
选 项 意 义 选 项 意 义
@, h3 ?8 U% V- h8 x5 }9 X0 q$ r'r' 红色 'm' 粉红 @3 ~) W2 ~2 [0 [" L+ U4 V1 ^; A
'g' 绿色 'c' 青色
! @. I/ a( Y' W: r5 x3 g8 V32
, Z' n9 v' ^2 Q4 }'b' 兰色 'w' 白色
* W- n4 y- N* }/ [, ^4 u'y' 黄色 'k' 黑色
' ` T2 Q% b( I& I; d. \; H各种线型属性选项
( f% Q" J# f7 |( x2 N) O- b选 项 意 义 选 项 意 义
1 w7 r+ J1 ^, n7 c& `. K'-' 实线 '--' 虚线/ S; J* y O. j) k5 }
':' 点线 '-.' 点划线( Z* p! l! U! y V
各种标记点属性选项" n: C( P1 `, \8 @
选 项 意 义 选 项意 义
8 _7 }; B" |1 f, j- r' p'.' 用点号绘制各数据点 '^' 用上三角绘制各数据点$ G* C2 {$ K$ \) |" G
'+' 用'+'号绘制各数据点 'v' 用下三角绘制各数据点: N' v0 B: L; R4 ^5 L3 Z
'*' 用'*'号绘制各数据点 '>' 用右三角绘制各数据点
7 a- w' B: i+ X' .' 用'.'号绘制各数据点 '<' 用左三角绘制各数据点
! _. @/ k: M: r. p's'或squar 用正方形绘制各数据点'p' 用五角星绘制各数据点$ \/ q: N( @ K
'd'或diamond用菱 形绘制各数据点 'h' 用六角星绘制各数据点
@; P, z* B: n/ t4 E X+ y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' v- ]: l0 b' ?( w$ S5 T& Q
色的 '+'号绘制曲线.
3 i% p+ n- ^4 b4 {* d; V8 i注意:1)表示属性的符号必须放在同一个字符串中;
' M& W, ]6 W* ?5 y; e2)可同时指定2~3个属性;
9 F9 R: e4 L$ |' I6 ]# W+ ]3) 与先后顺序无关;
f9 o+ y& C& \+ t- @4 D4)指定的属性中,同一种属性不能有两个以上.
7 Y. f/ [- U( G, O8 X6 ]例:t=0:0.1:2*pi;
) s% r" ^4 u9 X. A8 Wy1=sin(t);
. c2 e- R) M3 N! m/ v( Ty2=cos(t);
+ m. e' L& L1 p4 d. \* F0 by3=sin(t).*cos(t);
7 G7 x( V; R- h( cplot(t,y1, '-r',t,y2, ':g',t,y3, '*b')- ] S$ r% I. V V
该 程序还可以按下面的方式写:
+ d. [: I& d" H0 }3 Ut=0:0.1:2*pi;
4 E" Y) i- w, b9 I* ^y1=sin(t);
8 @6 Y5 o; [2 A; F Z. c" _" ry2=cos(t);
( _( s/ |. }( i7 h7 qy3=sin(t).*cos(t);, g8 V5 k; U/ e
plot(t,y1, '-r')
0 \' L z- ?0 Y n6 [hold on' J# [" g% W: P. W) `! X; q9 @, v
plot(t,y2, ':g')- K V( w5 i% `6 M; n8 A' M% n# O8 W- y* v
plot(t,y3, '*b')
. P2 v; ~: p" V1 v3 Qhold off
" ?3 f. R: G' N; H6 D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( T9 Z/ H* |+ S) R% m3 ?
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+ ~) b+ Q/ I% u' l/ V t
的图形.
" ~% S; E2 L: K& S! U335 r1 ]& M3 o9 n5 I
01234567
4 g) C5 _" B- i# D4 H2 z-1
$ o* i$ [# C1 M! w2 K-0.8- ~$ z; W2 z( z) a; d
-0.6/ D( D- d" g" ~5 s& p- E
-0.4
- R2 }. D. c$ C; g$ @. q-0.2
! t+ ~7 E- _+ `5 J& i% P% A0
2 r0 P' y' N8 J- T; Z, N- m0.2
" a" ^9 |, S+ Y: Z% @' J0.4
5 B' C8 x5 t* s' d8 e0.67 V( @3 O9 z0 `: |7 n: @
0.8* ?$ A! Z2 _( k; g- L
1
, X) s) o! L0 @0 H图(a)
. l- S, e' W6 R" A还可以进一步设置包括线的宽度(LineWidth),标记点的边缘颜色% x' ^$ \( [ |. ~* F0 q8 z
(MarkerEdgeColor),填充颜色 (MarkeRFaceColor)及标记点的大小(MarkerSize)) M4 {$ o& R$ w' W; c( V6 `( B
等其它绘图属性.+ \* d5 m- _+ O- Y
例:设置绘图线的线型,颜色,宽度,标记 点的颜色及大小.
8 t3 A, A0 [, R3 ]8 \t=0:pi/20:pi;# J* [2 d8 t3 g7 x% m! r3 e- q
y=sin(4*t).*sin(t)/2;
. }/ _, c: D; |# Q8 ]0 Pplot(t,y,'-bs','LineWidth',2,... %设置线的宽度为2
0 ^ S& o/ }3 ^! u, {6 M# K& X# X7 }'MarkerEdgeColor','k',... %设置标记点边缘颜色为黑色/ f2 o8 ]* M" G0 B% H( s
'MarkerFaceColor','y',... %设置标记点填充颜色为黄色
5 {: B' M0 X1 Q9 p H |'MarkerSize',10) %设置标记点的尺寸为10
& H' W7 l5 |4 J1 i5 d! k. g$ x0 e绘出图形如下:$ e6 d+ W' v/ w. z3 I8 Y
00.511.522.533.5* [3 y% y9 v" t" F
-0.5! I2 _. g7 `( C6 S
-0.4
! X* S8 Z! A" t$ D7 q3 L! v-0.3! v2 u, B+ g' B/ | E" Z2 W. h
-0.2
9 \* |/ ?/ G' g Q; k-0.1
7 W1 {" R# _0 e( G0: ^4 O8 B* h, k: |7 [) R" x
0.1
, H6 Z4 f6 T0 f1 q0.2
- ^* B* P1 x( q* N. _# _% ]0.3
4 E8 y/ \) ?8 {# U% k0.4
/ A- L5 w6 |- a3 F0.5
V* e C% b |" ?% \9 c0 u$ u34- A' E9 L# T9 l9 F j& X
4. 双Y轴绘图:plotyy()函数. i8 ~1 E% d% `9 h' J- P
其调用格式为:2 ~, ^& z+ v( n8 _
plotyy(x1,y1,x2,y2)------ 绘制由x1,y1和x2,y2确定的两组曲线,其中x1,* C& Q& {* x; d
y1的坐标轴在图形窗口的左侧,x2,y2的坐标轴在
/ T- k9 W6 V5 B图形窗口的右侧.
8 j9 E0 k9 h6 y2 X7 SPlotyy(x1,y1,x2,y2, 'function1','function2')------功能同上,function是指那些; h: K0 E2 Y) H* b
绘图函数如:plot,semilogx,
9 s; }7 j8 `5 J' g3 [loglog 等.
2 b M3 @- K. r例如:在一个图形窗口中绘制双Y轴曲线.3 g$ C: @7 {5 j- P f% e
x=0:0.3:12;" ^9 i4 T2 u$ m' d9 z# A x4 t
y=exp(-0.3*x).*sin(x)+0.5;, x) _1 B& y; P9 Z) g& N1 @
plotyy(x,y,x,y,'plot','stem') B% _0 l8 R7 m
图形如下:6 `2 H0 l4 Q$ j' f6 M
024681012- ? Q8 j7 G7 t( l) g
0
0 F$ o7 S: z8 _* ]" Q( h# ~6 O0.53 ~9 N4 D: x) Q N
1
9 A. w7 t/ ?5 S$ T1.5- ^4 K& D* t; F5 |
024681012
) T; q* R3 q- h$ [9 u0" M) j3 i8 L4 H3 A( f
0.5
5 T/ E: t. @+ e M! R0 }1
! |3 V, I( N( I5 y1 ]5 ?+ [( E1.5
v! |* c1 ?( i; ?$ ]5 T: o) z5 sstem: 绘制stem形式的曲线(上端带圈的竖线). Q7 U# E& x- V- Y* G
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
5 V5 a8 p$ G6 Y5 i$ ~7 r1 F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( _: z& x7 R, p' l' b8 e% P3 X. r
是stem形式的曲线.% ]1 F2 l% d. [6 s6 S5 x- i
二.对数坐标图绘制函数:+ d+ d4 p! V6 L& B" Y3 q; H% b
在对数坐标图的绘制中,有三种绘图函数:semilogx,semilogy和loglog函4 n5 N O7 }" A8 ~; ^( F' @& Q
数.
! c6 q" a5 R# b& ~1)semilogx( )------绘制以X轴为对数坐标轴的对数坐标图.( `& {( ?3 o& t m* J
其调用格式为:semilogx(x,y,'属性选项')- m" _! x2 u& `" u# g& r! Z$ u
其 中属性选项同plot函数.! J5 O/ J! @. F0 A$ v: Z
该函数只对横坐标进行对数变换,纵坐标仍为线性坐标. B# q' ~' k* x
2)semilogy( )------绘制以Y轴为对数坐标轴的对数坐标图.
P) A) X1 k9 D4 s8 M* v3 F其调用格式为:semilogy(x,y,'属性选项')
$ w5 P& ~( Y, u" v; V, u" ^) }4 v该 函数只对纵坐标进行对数变换,横坐标仍为线性坐标.
8 {6 u3 M0 d4 t2 T9 U5 u+ R35
+ K3 s5 L$ d# u& n3 V3)loglog( )------ 绘制X,Y轴均为对数坐标轴的图形.# S) K/ n& ^- a* G; e' z. J- s
其调用格式为:loglog(x,y,'属性选项')
3 S/ D4 @0 G) ]$ a该函数分别对 横,纵坐标都进行对数变换.
' C# J5 w5 e- ^2 X) l+ y例:x=0:0.1:6*pi;# J" c+ y+ O, K5 d
y=cos(x/3)+1/9;9 p5 v$ D& L ~4 g
subplot(221), semilogx(x,y); ^7 P2 |" [# Q6 K' w. b& J
subplot(222), semilogy(x,y);2 q5 P- S7 ^! C
subplot(223), loglog(x,y);
0 f& U' h, i# T$ G) D8 o- n4)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 ?5 x7 v/ j. J1 n- J布来产生一个向量,其调用格式为:4 t0 V d" r/ Q- }
x=logspace(x1,x2,n)
* M6 X# X) G7 R' K! F. E+ 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7 `% x8 a7 c; H+ ]" f8 X' u2 u
个数(一般可以不给出,采用默认值50).
" C( L" r8 w% k- E% P l3 M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
+ h5 T7 {9 e, W8 Z还要讲到.
- e8 G$ {: v4 B9 \; H ?三.极坐标图的绘制函数:
5 |( Z4 _+ @/ h% B# `/ Y1 S绘 极坐标图可用polar( )函数.其调用格式如下:4 I( {8 A ^: }' e
polar(theta, rho,'属性选项')------theta:角度向量,rho:幅值向量,属性 Y0 F1 ?4 ?6 {
内容与plot函数基本一致.8 _$ B% Q) Q+ ?7 V6 k2 k6 l
例如:极坐 标模型为:3145/)/)cos((+ =θρ, ],[πθ80∈则绘出极坐标图
) P5 C3 a* o- P' d4 o4 Y7 [3 J的程序为:theta=0:0.1:8*pi;
: b. L- K# L# f; Xp=cos((5*theta)/4)+1/3;0 Z+ f7 G( b9 ^8 s0 }
polar(theta,p)# W3 O7 Q- p% o6 a# n( h. G/ ]. H# ?
0.5* S' ]6 e5 Q N
1
* D0 L4 S% j0 M8 v4 Y0 `9 Y2 {1.5/ ] P4 H* n/ a; S2 o# |9 N( S
30
; _2 z1 C1 ~; C3 t* k210
) Y f. x: ^5 Q4 f60
1 }( N6 g1 V/ r& r% a1 G; V240
2 I, a& j2 V7 c90
2 e) b2 O! i2 U0 Y270
$ r0 B5 M: P |0 e" `120
( J2 \( ~5 V2 d+ k C" l" @) {# W300# \/ X9 a5 \) z. i' g
150
$ g: f$ x7 M5 l/ c. h330
2 D8 j6 l7 ], _" ^+ l6 k1800! F* Y' L& ]7 C" B$ m5 E4 R, k
四. 绘制多个子图:subplot( )函数
* v: d1 w. |$ Z8 u, o' p1 u* DMATLAB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
: y) Y' j- [ n4 \4 _出),允许将窗口分成nxm个部分.
. ?" t1 J/ U1 k+ |, X分割图形窗口用subplot函数来实现,其调用格式为:
4 F2 E. N$ x0 U/ w3 esubplot(n,m,k) 或subplot(nmk)------n,m分别表示将窗口分割的行数和列数,
8 [9 ?( J# @# B6 }1 c. ]36
* J" u6 d. U1 {" Tk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
/ @6 y. o/ H. k0 W v7 J) ~符号分开.$ | A6 z( W: P/ j" Z
例如:将窗口划分成2x2=4个部分,可以这样写:
# r. V+ h6 a+ g+ `$ V& G9 Tsubplot(2,2,1),plot(……)# i" Y% @8 b& b! j& ?, I
subplot(2,2,2),……
* ?( i& F. l9 S* P4 Msubplot(2,2,3),……
: g: D' h- \ L! P: a0 E4 Y0 esubplot(2,2,4),……
2 ~% Z, [! C# t/ q221 2221 \! o* z% F# W: S" ?3 y6 C
223 2247 V2 b( q1 W, k' G/ r( L; \
注:subplot函数没有画图功能,只是将窗口分割.
2 @ w7 b+ w2 C0 h" D第三节 图形的修饰与标注5 T4 a v' ^4 ~/ b P
MATLAB提供了一些特殊的函数修饰画出的图形,这些函数如下:
4 h7 ^' o2 A2 p. x @' s8 K1) 坐标轴的标题:title函数
4 n- w" `0 L! Z0 r4 a* o1 h2 I6 [其调用格式为:title('字符串')------字符串可以写中文6 f1 f) d" q! |" b1 k: Z
如:title('My own plot')& i! v6 ~0 u/ T
2)坐标轴的说明:xlabel和ylabel函数, {7 n+ t$ f, a* n0 m0 K' {
格式:xlabel('字符串')* o# T; p Y( ~& D* G
ylabel(' 字符串')
( M* B+ g3 t/ F4 Z9 L如:xlabel('This is my X axis')
( v# \5 ~: S; S( tylabel('My Y axis')
& M0 S' ~ {3 G* ^8 V0 _3)图形 说明文字:text和gtext函数
5 W: {2 J5 t3 j3 E$ Q0 E9 hA.text函数:按指定位置在坐标系中写出说明文字.
/ _% `- o# w+ |7 p. {6 q3 |- d格 式为:text(x1, y1, '字符串', '选项')
/ f7 b. k. L! y D7 ~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
- A9 F2 ^6 [$ i/ ]" ~4 `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',
( X* v/ k; _& w" ?8 X7 ^则x1,y1表示规范化窗口的相对坐标,其范围为0到1.- z, s2 {& R; K$ A. `
(1,1)
. E" B% |$ ` ]) L' L- {规范化窗口0 g' }8 a; r9 T4 G1 y
(0,0)
3 \- ~/ C1 n% p% S2 X9 {37- ^; j' y( G H: C0 L( z
如:text(1,2, '正弦曲线')) `0 V- w. r5 C% a
B.gtext函数:按照 鼠标点按位置写出说明文字.
9 |, d! b' H& Z0 E; I3 g3 {格式为:gtext('字符串')3 D5 }% Q( ?1 z) K* @, M
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,: n# I6 J B8 ]8 O( r
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
/ c6 d2 ~/ @& l的字符串就标注在该位置上.: }4 S8 A6 x K8 g$ @0 r
4) 给图形加网格:grid函数$ U% h/ n6 k4 t
在调用时直接写grid即可.3 q! `: f: C: t" ~4 W
上面的函数的应用实例:
0 U- M# f+ s0 f Y# g3 X& L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.
Z7 f2 I' W- r* J; c0 vt=0:pi/100:2*pi;
. l9 Y% s9 b* X# ny=sin(t);
( ^! t( x7 O; J! x3 Jplot(t,y),grid,
" a+ [/ y8 B7 w4 A' _3 Laxis([0 2*pi -1 1])
4 Z- O% u' N& G7 F: Ixlabel('0 leq itt rm leq pi','FontSize',16)
# O* S9 ]1 m! l9 pylabel('sin(t)','FontSize',20)0 ? c5 w8 B+ v- G7 c7 S8 |3 y
title('正弦函数图形','FontName',' 隶书' ,'FontSize',20)
5 X5 K" P1 M- H4 n- f5 F v3 Ktext(pi,sin(pi),'leftarrowsin(t)=0','FontSize',16)* V8 c" `# \( S
text(3*pi/4,sin(3*pi/4),'leftarrowsin(t)=0.707', 'FontSize',16)2 ?) f6 e2 e* o( ~" g6 k7 x5 \* O
text(5*pi/4,sin(5*pi/4),' sin(t)=-0.707rightarrow',...7 H+ H$ ~% [5 f3 S: t ^' T
'FontSize',16,'HorizontalAlignment','right')
; E4 D' |- t. o画出的图形为:
, C+ j3 }; o! @2 u0246
9 L" u( D/ i" \ d( [4 ^9 ?# _-1# D& ?' w/ v2 F: ~4 n+ ]
-0.52 |5 Y) H" z2 o( J2 j* J. C8 B
0
- Z! v; E" H4 D8 [# Z) h+ h2 A$ r" u0.5+ B; {4 }0 c: b8 w# a( a
1
& B$ V, Y4 j3 |( E' D! `' Z0 ≤ t ≤ π
3 O1 X4 @9 A# a/ Q! ksin(t)
- U7 z& y, t: |# G7 _正 弦函数图形
L& V ?6 h; d( o( x←sin(t)=0% N& h& ~! w, U4 a5 O9 I. ]& a2 v6 i
←sin(t)=0.7075 k! G" X7 O5 f- i
sin(t)=-0.707→4 I) |% _$ @6 A& V2 I9 X
5) 在图形中添加图例框:legend函数
2 T! c( N' K2 J' D% I其调用格式为:0 H7 C2 ?: f o- O
A.legend('字符串1', '字符串2', ……)------以字符串1,字符串2…… 作
3 k& S8 g8 J) A0 f" e; _38
; d! o: g7 Y: k" u8 H, Z/ [为图形标注的图例.
+ s' j8 d& N) C, c1 D9 \4 PB.legend('字符串1', '字符串2', ……, pos)------pos指定图例框显示的位置.
7 }: v* J( c3 `3 v! q, l图例框被预定了6个显示位置:
. Q5 Y' K- h4 ^( a% V% n% A0------ 取最佳位置;
' S A$ _+ g; O* f u1------右上角(缺省值);6 Q z5 Q( i. o! J& E& h' k
2------左上角;. M; v$ _, c) Q( n/ k
3------左下角;1 d O0 m- H1 p( s6 R
4------右 下角;
0 z( W& [( N9 X8 \-1------图的右侧.) n( K4 @5 U' E
例:在图形中添加图例.
% M& ~, q) l ~; I9 o5 U) wx=0:pi/10:2*pi;. a% _! s2 _ T: k
y1=sin(x);3 F9 f0 {- F; K% A6 f1 H8 S
y2=0.6*sin(x);
& P G& B) `. H! M3 I; @3 o( @2 }y3=0.3*sin(x);0 r' `+ J& O. m! \) V1 a
plot(x,y1,x,y2,'-o',x,y3,'-*')
# u" V& C) B k1 m5 o7 ~legend('曲线1','曲线2','曲线3')8 f6 i$ b0 @' c# E* t# S" ^
绘出图形如下:
" P% ?& M8 b: j& {) {+ B02468
1 K& |; \0 X$ X' `" b9 |6 l-1
; }6 Y( M% [, |8 ~: z-0.5
, h0 E2 p7 I, H0 f& S0
$ v( s/ l" P9 J. I9 U" o0.5: ^8 @. o- j0 u4 o) T( t/ j
1
* S7 F2 i$ M* r曲 线1
8 J0 [/ Z, _7 V4 ]/ I2 N% k曲线2
$ J& f6 v! O; _6 J$ W曲线3
- L ^% x$ c/ a$ `6)用鼠标点选屏幕上的点:ginput函数: n! K, ?- r& D* {5 q
格式为: [x, y, button]=ginput(n)# O# X0 J6 x6 r. m
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;6 i" @7 S% P" {; H J3 z7 w% O" I( t
y为所选n个 点的纵坐标.
0 u8 I* K o) v( abutton为n维向量,是所选n个点所对应的鼠标键的标号:
6 X/ H) B$ v6 s9 i# J1------左键;
# v3 |# p9 s& d2------中键;
, H! p3 g' @2 j: `0 w, n3------ 右键.9 G2 h" V, i$ l9 ^9 T4 r9 Q
可用不同的鼠标键来选点,以区别所选的点.
; d+ M0 z2 Y% B" t; G) r$ V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! @. @$ b" X4 o) l O* n$ b! n
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
1 |4 H$ O: Y; U- f7 F性能指标.1 e; a$ ~1 o r5 q
39" L7 ` }3 P1 x2 N7 T. n% B
第四节 MATLAB下图形对象的修改
: j% X: f4 F; |8 z: i: p* h4 LMATLAB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:
6 t Y! E* o2 C" @; H# F/ d屏幕(Root),图形窗口(Figures), 坐标轴(Axes),控件(Uicontrol),菜单(Uimenu), q& U1 }+ c( z! A) y
线(Lines),块(Patches),面(Surface),图像 (Images),文本(Text)等等.2 F/ V/ N( F) r" |$ e: E$ @: H
根据各对象的相互关系,可以构成如下所示的树状层次:
! J% }( ~4 U5 t* z# y) A5 d; j1 E; rRoot
. B0 I6 @8 x; Q( BFigures
2 E; ^$ R6 x2 Y! Z/ [8 T5 J, I6 r# e: EAxes Uicontrol Uimenu Uicontextmenu (对象菜单)
9 R o# c$ ?9 q/ u3 C, }Images Line Patch Surface Text
/ i% L C( D: p- Z5 z* x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 ~) v( d3 f+ C* h% K(Handle).在MATLAB中, 每个图形对象创立时,就被赋予了唯一的标识,这7 [/ ?2 n, ^8 X: g1 W, \, B
个标识就是该对象的句柄.% @: N7 w* c$ T" }
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
/ C( w) L4 F$ j0 N0 e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
7 F' o2 S4 |" {等., J3 C7 |) H4 _6 x4 Y9 _3 b8 O8 w7 H
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: y: ^: G& B1 Q1 n, g3 @
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.: r. P5 \& B9 R5 k+ K
一.对图形对象的修改可以用下面函数:
0 m5 L N" A: f4 |2 ?1)set函数:用于设置句柄所指的图形对象的属性.
' Q, P5 L! i }8 y$ y! \. w! D* Q' {5 ISet函数的格式为:
% ~6 [( a6 _3 g+ x) Rset(句柄, 属性名1, 属性值1, 属性名2, 属性值2, ……)
5 @# `% P/ F" f4 Q& s; k6 N例:h=plot(x,y)8 p' K1 M1 }# c: M" ^
set(h, 'Color', [1,0,0])------将句柄所指曲线的颜色设为红色.$ T4 J4 v, o. ~6 Q" T" Q# ]
2)get函数:获取指定句柄的图形对象指定属性的当前值.
; X T: c6 @! _( f( K格 式为:get(句柄, '属性名')- y3 B+ H2 c+ T2 u
如: get(gca, 'Xcolor')------获得X轴的当前颜色属性值.
, z+ S% i' Z5 b4 K0 T+ v执行后可返 回X轴的当前颜色属性值[0,0,0](黑色).
' i- ^1 W% f4 v( A1 R3)如果没有设置句柄,则可以使用下列函数获得:: l( J% x5 l% k1 v' N$ S) I
gcf:获得当前图形窗 口的句柄;
3 C# z* b( t" M4 rgca:获得当前坐标轴对象的句柄;& y6 x3 B! M" Z' }3 S4 N2 a, L
gco:获得当前对象的句柄.
( n2 c$ N5 |; @8 D5 P1 A/ \% Q9 W如:
) S. a& |% Q+ r8 ^5 g8 |5 |A.要对图形窗口的底色进行修 改,可用:& i1 i* h- r* V
set(gcf, 'Color', [1,1,1])------将图形窗口底色设为白色( Y; Y1 G5 b9 L$ C C3 U6 l
B.要把当前X轴的颜色改为绿 色,可用:2 D( P8 l5 [( C/ b" ^( `
set(gca, 'Xcolor', [0,1,0])
8 e/ o" T' |6 I1 B8 }! {2 ]40
) k; O, C. E8 e+ KC.还可对坐标轴的显示刻度进行定义:
+ `0 i) y( G. c6 S1 @/ nt=-pi:pi/20:pi;
: I" r1 c# x" r6 Y+ H3 Ny=sin(t);& R% ~& Q( J4 O4 ~
plot(t,y)( _3 H. l" _' A- z8 I C, y
set(gca,'xtick',[-pi:pi/2:pi],'xticklabel',['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi'])% \; @4 g, _5 l0 r% u) z
-pi-pi/20pi/2pi$ Q/ u: e- P+ a5 L& z% t$ U% @1 H
-1
5 H) f3 w: N# s4 R-0.5
, N! N2 `- A8 K; \! o+ e0
6 k/ G+ A; h: Y" p9 f; J0.5
0 \4 z3 g+ {, q' j15 W% x! h5 t( a0 B3 K+ U( f+ @8 ]
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
) O5 t% Q% C! m' b7 C, j0 l, A0 A3 _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% e' ^+ O( A/ K% L7 ^4 I. e# K
数, 因此重新设置['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi']5个刻度值.
+ L6 v P' a5 g; q二.一些常用的属性如下:
! j9 F$ m; m: e1)Box属 性:决定图形坐标轴是否为方框形式,选项为'on'(有方框),
2 e+ e. k3 F! H2 Z# d6 w8 m+ r'off'(无方框);6 Y. [; i. L; q" P% m
2)'ColorOrder'属性:设置多条曲 线的颜色顺序,默认值为:7 u+ d* D! M2 `! ]+ b7 H% V9 H
[1 1 0;1 0 1;0 1 1;1 0 0;0 1 0;0 0 1], M4 p. p/ c9 z: w' D$ N( H/ x0 C
黄色 粉色 天蓝 红色 绿色 兰色- |1 H: m% \5 l Z" Z1 V
颜色向量还有:[1 1 1]------白色;[0 0 0]------黑色.4 p8 N7 `$ W: O V
3)坐标轴方向属 性:'Xdir','Ydir','Zdir',其选项为:
# t. x: A1 w% D# J3 e5 l: I2 c'normal'------正常
! r6 I/ ~4 ]( [2 J0 o'reverse'------反向+ X- W7 \2 p8 X# \- L+ \
4) 坐标轴颜色和线型属性:'Xcolor','Ycolor','Zcolor'------ 轴颜色,
9 v9 m2 ^, I% k0 P2 R+ K! K1 d值为颜色向量
& k/ Y3 u7 V) z: |7 C6 ?9 k4 g'LineWidth'------ 轴的线宽,值为数字 }* W9 o! r' r y- V: Q
'Xgrid','Ygrid','Zgrid'------坐标轴上是
, e* l x J* F* n& m. p% Q否加网格,值为'on'和'off'.1 _* G% ~. E9 x3 ?6 i! X4 o4 d
5)坐标轴的标尺属性:'Xtick','Ytick','Ztick'------ 标度的位置,值为; h& C. ? A2 i+ A* c
向量
. P$ L: z/ p1 X6 ]9 q/ I+ R+ h'Xticklabel','Yticklabel','Zticklabel'------ 轴上
$ R" p7 `% c* e0 d7 G6 ^6 g标度的符号,它的值为与标度位置向量同样大& D1 U" O) q0 h* D9 ?9 `
小(向量个数相同)的向量.
% L0 j) S% o. `, q* l7 B! g5)字体设置属 性:'FontAngle'------ 设置字体角度,选项为:
9 ]# q% I" w: J+ Y3 l3 T q! |41, E& S: Z/ G+ ^
'normal'------ 正常;8 t, p( Z; `1 |; `) ]
'italic'------ 斜体;
& k) n. t% N% l) l/ ^" m. v'oblique'------ 倾斜;
5 O) P# C+ _2 |9 S0 {; e'FontName'------ 字体名称;
: p7 M5 g6 `2 S# w9 a) v, q3 c'FontSize'------ 字号大小( X* }- [+ n9 J H; j
'FontWeight'------ 字体的轻重,选项为:'light',6 x; X2 s5 Q( o q1 S
'normal','bold'% i8 t! s( l2 J0 ^( A4 [
1 ?) I/ n$ p, E. u. u
z, P: {$ o* ~) f. C9 x下载:$ [' P4 P# ~5 M4 ?
0 ?3 s9 X4 S A7 b |
|