1、绘图的指令1、 plot 函数 MATLAB 中最常用的绘图函数是 plot( )。其基本调用格式为： plot(x, y )，其中 x, y 均为向量，该函数表示以 x 向量作为 X 轴，以 y 向量作为 Y 轴。 示例 3：绘制从 0 4 范围的正弦函数曲线。 t = 0 : pi/20 : 4*pi;y = sin(t);plot(t, y);2、stem 函数 对于离散序列，MATLAB 用 stem( )命令实现其绘制。 示例 4：绘制从 0 4 范围的正弦函数序列。 t = 0 : pi/10 : 4*pi;y = sin(t);stem(t, y);3、 subplot 函数 如
2、果要在一个绘图窗口中显示多个图形，可用 subplot 函数实现。其基本调用格式为：subplot(m, n, k) 或 subplot(m n k)，其中 m, n, k 取值为 1 9。该函数表示将绘图窗口划分为 mn 个子窗口（子图），并在第 k 个子窗口中绘图。 示例 5：在一个绘图窗口中绘制下列函数的图形。t = 0 : 0.1 : 2;y1 = 2*exp(-3*t); % (a) 指数函数 figure;subplot(221);plot(t,y1);xlabel(a);y2 = 2*t.*exp(-3*t); % (b) t 乘指数函数 subplot(222);plot(t,
3、y2);xlabel(b);t1 = -4 : 0.1 : 4;y3 = 1/(20.5)*exp(-0.5*t1.2); % (c) 正态分布函数 subplot(223);plot(t1,y3);xlabel(c);t2 = -5 : 0.1 : 5;y4 = sinc(t2); % (d) 取样函数 subplot(224);plot(t2,y4);xlabel(d);ylabel(sinc(t);axis(-5 5 -0.25 1.1)grid on二维图形的修饰1、 坐标轴名称标识函数 xlabel、 ylabel、title 调用格式：xlabel(string), ylabel(
4、string), title(string)通过 xlabel、ylabel 命令给 X 轴、Y 轴加上名称，标注为字符串 string 。 title 命令则是给图形加上标题。坐标轴调整函数 axis 调用格式：axis( xmin xmax ymin ymax ) 该命令将所画图形的 X 轴范围限定在 xmin 到 xmax 之间，Y 轴范围限定在 ymin 到 ymax之间。2、 加画功能函数 hold 若要在原来已有的图形 A 上加画另外的图形 B，而不擦除原有的图形 A，只要在画 B 之前加一条 hold on 命令即可；否则原图形 A 会被 B 所覆盖。用 hold off 可取消
5、加画功能。3、 坐标网格函数 grid grid 函数用于为所绘制的图形添加坐标网格（虚线），从而更方便地确定图中各点的指标位置。grid on 是启动该函数；grid off 是关闭该功能；MATLAB 的缺省设置是 grid off。4、 曲线的色彩、线型、数据点形 通过在 plot、stem 函数中加样式控制参数，就可以改变所绘制图形的色彩、线型、数据点形，制作出样式丰富的各种图形。下表给出了常用样式控制参数设置值的含义。 常用样式控制参数设置值及其含义表符号 - : -. -线型 含义 实 线 虚 线 点划线 双划线符号 b g r c m y k w色彩含义 蓝 绿 红 青 品红 黄
6、 黑 白符号 . + * d h p s o数据点形 含义 实心黑点十字符八线符 菱形符 六角星 五角星 方块符空心圆 圈在图形中加文本标注函数 gtext(string) 当执行该命令时，在图中会出现一个十字形指针，用鼠标拖动到需要的地方，然后单击鼠标，即可将字符串添加到图形中。 说明：MATLAB 中关于图形修饰的命令很丰富，限于篇幅，这里不再展开。如图例函数legend 等。此外，还可通过一些精细指令设置，实现在图上标识希腊字、数学符等特殊字符，以及设置上下标、对字体或大小进行控制。 例：将下面三个图形绘制在一个图形窗口中： x = 0:pi/10 :4*pi;plot(x,sin(x)
7、,r+:);hold on;y2 = 4*x.*exp(-x);plot(x,y2,m*-.);plot(x,sin(x)-0.5,bo-);legend(sin(x),4xexp(-x),sin(x)-0.5)axis(0 4*pi -1.6 1.6);title(例 ); gtext(正弦函数); gtext(指数函数);绘制 的 nyquist 图和 bode 图解 MATLAB 编程如下：num=10;den=1,1.2,10;w=logspace(-2,2,1000); nyquist(num,den,w)gridbode(num,den,w)grid极小化fx=10*exp(-x)
8、*cos(x);fplot(fx,2,5)xmin=fmin(fx,2,5)xmin =2.35619746669214求零点xzero=fzero(fx,5)xzero =4.71238898038469xzero=fzero(fx,2)xzero =1.57079632679490曲线拟合x=0:0.1:1;y=-.447 1.978 3.28 6.16 7.08 7.34 7.66 9.56 9.48 9.30 11.2;p=polyfit(x,y,2);xi=0:0.01:1;yi=polyval(p,xi);plot(x,y,xi,yi)三维图形x=-4:0.1:4;y=x;x,y=
9、meshgrid(x,y); z = 3*(1-x).2.*exp(-(x.2) - (y+1).2) .- 10*(x/5 - x.3 - y.5).*exp(-x.2-y.2) .- 1/3*exp(-(x+1).2 - y.2);mesh(x,y,z)二维图形x=0:0.01:pi*3;y=sin(x);plot(x,y)title(First Figure Example)xlabel(Time(s)ylabel(Value(v)grid ongtext(sinx)legend(sinx)管理命令和函数help 在线帮助文件doc 装入超文本说明what M、MAT 、MEX 文件的目
10、录列表type 列出 M 文件lookfor 通过 help 条目搜索关键字which 定位函数和文件Demo 运行演示程序Path 控制 MATLAB 的搜索路径管理变量和工作空间Who 列出当前变量Whos 列出当前变量（长表）Load 从磁盘文件中恢复变量Save 保存工作空间变量Clear 从内存中清除变量和函数Pack 整理工作空间内存102.)(sGSize 矩阵的尺寸Length 向量的长度disp 显示矩阵或与文件和*作系统有关的命令cd 改变当前工作目录Dir 目录列表Delete 删除文件Getenv 获取环境变量值! 执行 DOS*作系统命令Unix 执行 UNIX*作系
11、统命令并返回结果Diary 保存 MATLAB 任务控制命令窗口Cedit 设置命令行编辑Clc 清命令窗口Home 光标置左上角Format 设置输出格式Echo 底稿文件内使用的回显命令more 在命令窗口中控制分页输出启动和退出 MATLABQuit 退出 MATLABStartup 引用 MATLAB 时所执行的 M 文件Matlabrc 主启动 M 文件*作符和特殊字符+ 加 减* 矩阵乘法.* 数组乘法 矩阵幂. 数组幂 左除或反斜杠/ 右除或斜杠./ 数组除Kron Kronecker 张量积: 冒号( ) 圆括号 方括号. 小数点父目录 继续, 逗号; 分号% 注释! 感叹号
12、转置或引用= 赋值= = 相等关系*作符x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100 个点的 x 座标y=sin(x); % 对应的 y 座标plot(x,y);=小整理：MATLAB 基本绘图函数plot: x 轴和 y 轴均为线性刻度（Linear scale）loglog: x 轴和 y 轴均为对数刻度（Logarithmic scale）semilogx: x 轴为对数刻度，y 轴为线性刻度semilogy: x 轴为线性刻度，y 轴为对数刻度=若要画出多条曲线，只需将座标对依次放入 plot 函数即可：plot(x, sin(x), x, cos(x);若要改变颜色
13、，在座标对后面加上相关字串即可：plot(x, sin(x), c, x, cos(x), g);若要同时改变颜色及图线型态（Line style），也是在座标对后面加上相关字串即可：plot(x, sin(x), co, x, cos(x), g*);=小整理：plot 绘图函数的叁数字元 颜色 字元 图线型态y 黄色 . 点k 黑色 o 圆w 白色 x xb 蓝色 + +g 绿色 * *r 红色 - 实线c 亮青色 : 点线m 锰紫色 -. 点虚线- 虚线=图形完成后，我们可用 axis(xmin,xmax,ymin,ymax)函数来调整图轴的范围：axis(0, 6, -1.2, 1.2
14、);此外，MATLAB 也可对图形加上各种注解与处理：xlabel(Input Value); % x 轴注解ylabel(Function Value); % y 轴注解title(Two Trigonometric Functions); % 图形标题legend(y = sin(x),y = cos(x); % 图形注解grid on; % 显示格线=我们可用 subplot 来同时画出数个小图形於同一个视窗之中：subplot(2,2,1); plot(x, sin(x);subplot(2,2,2); plot(x, cos(x);subplot(2,2,3); plot(x, si
15、nh(x);subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x);MATLAB 还有其他各种二维绘图函数，以适合不同的应用，详见下表。=小整理：其他各种二维绘图函数bar 长条图errorbar 图形加上误差范围fplot 较精确的函数图形polar 极座标图hist 累计图rose 极座标累计图stairs 阶梯图stem 针状图fill 实心图feather 羽毛图compass 罗盘图quiver 向量场图以下我们针对每个函数举例。当资料点数量不多时，长条图是很适合的表示方式：close all; % 关闭所有的图形视窗x=1:10;y=rand(size(x);bar(x,y
16、);=如果已知资料的误差量，就可用 errorbar 来表示：下例以单位标准差来做资料的误差量：x = linspace(0,2*pi,30);y = sin(x);e = std(y)*ones(size(x);errorbar(x,y,e)=对于变化剧烈的函数，可用 fplot 来进行较精确的绘图，会对剧烈变化处进行较密集的取样，如下例：fplot(sin(1/x), 0.02 0.2); % 0.02 0.2是绘图范围=若要产生极座标图形，可用 polar：theta=linspace(0, 2*pi);r=cos(4*theta);polar(theta, r);对于大量的资料，我们可
17、用 h=ist 来显示资料的分布情况和统计特性。下面几个命令可用来验证 randn 产生的高斯乱数分 ：x=randn(5000, 1); % 产生 5000 个 ?=0，?=1 的高斯乱数hist(x,20); % 20 代表长条的个数=rose 和 hist 很接近，只不过是将资料大小视为角度，资料个数视为距离：x=randn(1000, 1);rose(x);stairs 可画出阶梯图：x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stairs(x,y);=stems 可产生针状图，常被用来绘制数位讯号：x=linspace(0,10,50);y=sin
18、(x).*exp(-x/3);stem(x,y);=stairs 将资料点视为多边行顶点，并将此多边行涂上颜色：x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);fill(x,y,b); % b为蓝色=feather 将每一个资料点视复数，并以箭号画出：theta=linspace(0, 2*pi, 20);z = cos(theta)+i*sin(theta);feather(z);=compass 和 feather 很接近，只是每个箭号的起点都在圆点：theta=linspace(0, 2*pi, 20);z = cos(theta)+i*sin(theta
19、);compass(z);基本 XYZ 立体绘图命令在科学目视表示（Scientific visualization）中，三度空间的立体图是一个非常重要的技巧。本章将介绍 MATLAB 基本 XYZ 三度空间的各项绘图命令。mesh 和 plot 是三度空间立体绘图的基本命令，mesh 可画出立体网状图，plot 则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画出由函数 形成的立体网状图:=x=linspace(-2, 2, 25); % 在 x 轴上取 25 点y=linspace(-2, 2, 25); % 在 y 轴上取 25 点xx,yy=meshgrid(x,
20、y); % xx 和 yy 都是 21x21 的矩阵zz=xx.*exp(-xx.2-yy.2); % 计算函数值，zz 也是 21x21 的矩阵mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图=surf 和 mesh 的用法类似：x=linspace(-2, 2, 25); % 在 x 轴上取 25 点y=linspace(-2, 2, 25); % 在 y 轴上取 25 点xx,yy=meshgrid(x, y); % xx 和 yy 都是 21x21 的矩阵zz=xx.*exp(-xx.2-yy.2); % 计算函数值，zz 也是 21x21 的矩阵surf(xx, yy, zz)
21、; % 画出立体曲面图为了方便测试立体绘图，MATLAB 提供了一个 peaks 函数，可产生一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部极大点及三个局部极小点，其方程式为：=要画出此函数的最快方法即是直接键入 peaks：peaksz = 3*(1-x).2.*exp(-(x.2) - (y+1).2) .- 10*(x/5 - x.3 - y.5).*exp(-x.2-y.2) .- 1/3*exp(-(x+1).2 - y.2)=亦可对 peaks 函数取点，再以各种不同方法进行绘图meshz 可将曲面加上围裙：x,y,z=peaks;meshz(x,y,z);axis(-inf inf -inf
22、 inf -inf inf);=waterfall 可在 x 方向或 y 方向产生水流效果：x,y,z=peaks;waterfall(x,y,z);axis(-inf inf -inf inf -inf inf);=下列命令产生在 y 方向的水流效果：x,y,z=peaks;waterfall(x,y,z);axis(-inf inf -inf inf -inf inf);=meshc 同时画出网状图与等高线：x,y,z=peaks;meshc(x,y,z);axis(-inf inf -inf inf -inf inf);=surfc 同时画出曲面图与等高线：x,y,z=peaks;sur
23、fc(x,y,z);axis(-inf inf -inf inf -inf inf);=contour3 画出曲面在三度空间中的等高线：contour3(peaks, 20);axis(-inf inf -inf inf -inf inf);=contour 画出曲面等高线在 XY 平面的投影：contour(peaks, 20);=plot3 可画出三度空间中的曲线：t=linspace(0,20*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);=亦可同时画出两条三度空间中的曲线：t=linspace(0, 10*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos=
