1、1课程设计任务书学生姓名： 胡文浩 专业班级： 通信 1002 班 指导教师： 徐文君 工作单位： 信息工程学院 题 目: 利用 MATLAB 仿真软件进行绘图 初始条件：MATLAB 软件 、数字信号处理与图像处理基础知识要求完成的主要任务: 设定（X1 Y1） 、 （X2 Y2） 、 （X3 Y3） 、 （X4 Y4） 、 （X5 Y5）五个函数，在同一幅图上用不同的线条、颜色绘制五条曲线，并分别对五条曲线进行命名，并添加坐标标志、图名函数和网格，并按三种格式进行保存。时间安排：序号 阶段内容 所需时间1 方案设计 1 天2 软件设计 1 天3 系统调试 1 天4 答辩 1 天合 计 4
2、天指导教师签名： 年 月 日2系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要 3Abstract 41.Matlab 基本介绍 .51.1 Matlab 的特点 .51.2 Matlab 的优势 .51.2.1 友好的工作平台和编程环境 .51.2.2 强大的科学计算机数据处理能力 .51.2.3 出色的图形处理功能 .52.二维图基础 52.1 二维绘图的基本指令 .62.1.1 plot最基本的二维图形指令 62.1.2 subplot子图分割命令 72.1.3 figure（n） 创建窗口函数 72.1.4 将标题、坐标轴标记、网络线及文字注释到图形上 .72.1.5 控制坐标轴的刻度
3、.72.1.6 fplot绘制函数图函数 72.2 二维绘图的基本操作 .72.2.1 单窗口单曲线绘图 .72.2.2 单窗口多曲线绘图 .82.2.3 单窗口多曲线分图绘图 .92.2.4 多窗口绘图 .92.2.5 任意设置颜色与线型绘图 .112.2.6 图形加注释功能 .113.综合设计应用 123.1 利用 MATLAB 仿真软件进行绘图 .123.1.1 设计要求 .123.1.2 程序设计与仿真图像 .124.总结与体会 155.参考文献 16附录一： 17武汉理工大学MATLAB 课程设计报告3摘要MTLAB 和 Mathematica、Maple 并称为三大数学软件。它在数
4、学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 来解算问题要比用 C，FORTRAN 等语言完成相同的事情简捷得多，并且 mathwork 也吸收了像 Maple 等软件的优点,使 MATLAB成为一个强大的数学软件。 本次课程设计的目的在于较全面了解常用的画图方法，能够运用相关软件进行模拟分析。通过对采集的曲
5、线进行常规的数学统计数据处理和仿真，了解曲线的特点，为后续的研究提供参考，从而达到本次课程设计的目的。关键词：matlab、图像处理、绘图、函数、程序武汉理工大学MATLAB 课程设计报告4AbstractMATLAB,and Mathematica,Maple,and known as the three major mathematical software. It is the application of technology in mathematics classes in numerical computing software, second to none. MATLAB m
6、atrix operations can be carried out, drawing functions and data, algorithm, create a user interface, connected to other programming language, procedures, mainly used in engineering calculations, control design, signal processing and communications, image processing, signal detection, Financial Model
7、ing Design and analysis and other fields. MATLABs basic data unit is the matrix, and its expression and mathematics instruction, engineering, commonly used in the form of very similar, so the problem solver to use MATLAB to use than C,FORTRAN and other languages accomplish the same thing much more s
8、imple, and mathwork also absorbed the advantages of software such as Maple to MATLAB as a powerful mathematical software. The course design aimed at drawing a more comprehensive understanding of commonly used methods, able to use relevant software simulation analysis. Curves collected through routin
9、e data processing and simulation of mathematical statistics to understand the curve of the characteristics of the study provide a reference for follow-up, so as to achieve the purpose of this course design.Keywords: matlab image processing drawing function program武汉理工大学MATLAB 课程设计报告51.Matlab 基本介绍MAT
10、LAB 和 Mathematica、Maple 并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 1.1 Matlab 的特点 此高级语言可以应用于技术计算 此开发环境可对代码、文件和数据进行管理 交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题 数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等 二维和三维图形函数可用于可视化数据 各种工具可用于构建自定义的图形用户界面
11、各种函数可将基于 MATLAB 的算法与外部应用程序和语言（如 C、C+、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成。 不支持大写输入，内核仅仅支持小写 1.2 Matlab 的优势1.2.1 友好的工作平台和编程环境MATLAB 由一系列工具组成。这些工具方便用户使用 MATLAB 的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括 MATLAB 桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。 1.2.2 强大的科学计算机数据处理能力MATLAB 是一个包含大量计算算法的集合。其拥有 600 多个工程中要
12、用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。1.2.3 出色的图形处理功能 MATLAB 自产生之日起就具有方便的数据可视化功能。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。新版本的MATLAB 对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等） ，MATLAB 同样表现了出色的处理能力。武汉理工大学MATLAB 课程设计报告
13、62.二维图基础MATLAB 语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现了可视化，这是其它语言所不能比拟的。MATLAB 语言的绘图功能不仅能绘制几乎所有的标准图形，而且其表现形式也是丰富多样的。MATLAB 语言不仅具有高层绘图能力，而且还具有底层绘图能力句柄绘图方法。在面向对象的图形设计基础上，使得用户可以用来开发各专业的专用图形。 2.1 二维绘图的基本指令2.1.1 plot最基本的二维图形指令 plot 的功能：plot 命令自动打开一个图形窗口 Figure，用直线连接相邻两数据点来绘制图形，根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐
14、标轴上，可自定坐标轴，可把 x, y 轴用对数坐标表示。如果已经存在一个图形窗口，plot 命令则清除当前图形，绘制新图形，可单窗口单曲线绘图；可单窗口多曲线绘图；可单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图，可任意设定曲线颜色和线型，可给图形加坐标网线和图形加注功能。 plot 的调用格式：plot(x) 缺省自变量绘图格式，x 为向量, 以 x 元素值为纵坐标，以相应元素下标为横坐标绘图。plot(x,y)基本格式，以 y(x)的函数关系作出直角坐标图，如果 y 为 nm 的矩阵，则以 x 为自变量，作出 m 条曲线。plot(x1,y1,x2,y2) 多条曲线绘图格式。plot(x,y,s) 开
15、关格式，开关量字符串 s 设定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前 13 个字母，如 yellowyel 表示等或 plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2，)，S 的标准设定值如图（2.1.1）所示：武汉理工大学MATLAB 课程设计报告7图（2.1.1）2.1.2 subplot子图分割命令subplot 调用格式： subplot(m,n,p) 按从左至右，从上至下排列。2.1.3 figure（n）创建窗口函数n 为窗口顺序号。2.1.4 将标题、坐标轴标记、网络线及文字注释到图形上这些函数为： title 给图形加标题 xlable 给 x 轴加标注 ylable 给 y 轴加
16、标注 text 在图形指定位置加标注 gtext 将标注加到图形任意位置 grid on(off) 打开、关闭坐标网格线 legend 添加图例 2.1.5 控制坐标轴的刻度 axis(xmin xmax ymin ymax) 用行向量中给出的值设定坐标轴的最大和最小值。如 axis (-2 2 0 5) axis(equal) 将两坐标轴设为相等。 axis on(off) 显示和关闭坐标轴的标记、标志。 axis auto 将坐标轴设置返回自动缺省值。 2.1.6 fplot绘制函数图函数fplot 的调用格式: fplot(fun,lims)绘制函数 fun 在 x 区间 lims=xm
17、in xmax的函数图。 fplot(fun,lims,corline)以指定线形绘图。 x,y=fplot(fun,lims)只返回绘图点的值,而不绘图。用plot(x,y)来绘图。2.2 二维绘图的基本操作2.2.1 单窗口单曲线绘图 程序如下所示：x=0.0, 0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14 plot (x) 仿真如图（2.2.1）所示：武汉理工大学MATLAB 课程设计报告8图（2.2.1）2.2.2 单窗口多曲线绘图 程序如下所示：t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5); plot(t,y,t,
18、y1,t,y2) 仿真如图（2.2.2）所示：图（2.2.2）武汉理工大学MATLAB 课程设计报告92.2.3 单窗口多曲线分图绘图 程序如下所示：t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y2=cos(t);y3=y+y2.2;subplot(3,1,1); plot(t,y); subplot(3,1,2); plot(t,y2); subplot(3,1,3); plot(t,y3); 仿真如图（2.2.3）所示：图（2.2.3）2.2.4 多窗口绘图 程序如下所示：t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+1);y2=sin(t+2); plot
19、(t,y); figure(2); plot(t,y1);figure(3); plot(t,y2); 仿真如图（2.2.4-1） （2.2.4-2） （2.2.4-3）所示：武汉理工大学MATLAB 课程设计报告10图（2.2.4-1）图（2.2.4-1）图（2.2.4-1）武汉理工大学MATLAB 课程设计报告112.2.5 任意设置颜色与线型绘图 程序如下所示：t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t); y1=sin(t+1); y2=sin(t+2); plot(t,y,r+,t,y1,ysaveas-选择另存为格式.jpg，则图片保存在目标文件夹中。缺点是图片清晰度有很大牺
20、牲。武汉理工大学MATLAB 课程设计报告14图（3.1.2）.Jpg 格式2) Saveas 命令格式：Matlab 提供直接的 saveas 函数可以将指定 figure 中的图像或者 simulink 中的框图进行保存，相当于 file 中的 saveas。添加程序如下：saveas(gcf,myfig.emf) %saveas(figure_handle,filename,fileformat)，emf 格式-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
21、 、 、 、 、 、 、 、 、xyy1=sin(x1)y2=cos(x2)y3=sin(x3+1)y4=cos(x4-1)y5=cos(x5+2)图（3.1.2）.Emf 格式3) Print 函数：print(gcf,-dpng,abc.bmp) %保存为 bmp 格式的图片到当前路径武汉理工大学MATLAB 课程设计报告15图（3.1.2）.Bmp 格式4.总结与体会这次的课程设计结束了，虽然开始的时候不知道从何入手，该怎么样达到要 求，完成设计，但是经过一步步的摸索和总结，最后总算完成了这次任务。这次课设主要是让我们学习使用 MATLAB，利用 MATLAB 进行画图。 通过课程设计，
22、我认识到了 MATLAB 功能非常的强大，使得我们在使用的 时候用户直接调用这些库函数并赋予实际参数就能解决实际问题，具有极高的变 成效率。我也熟悉了 MATLAB 的工作环境，可以很熟练的对 MATLAB 进行常规的操作，快速进行程序编辑和仿真。 完成任务后才发现这次训练的内容并不算难。首先要做的工作就是掌握曲线 信息，其次就是对曲线的信息进行分析，主要是得出曲线的一些参数，进而来利 用 MATLAB 画图。以上的内容全都要通过程序的编写来完成，不过主要的操作 是对函数的调用，这就要我们熟悉 MATLAB 的一些函数的基本功能以及它们的 基本语句。 当然，经过了这次课程设计，我也发现了自己的
23、很多不足。但是通过自己的动手动脑，既增加了知识，又给了我专业知识以及专业技能上的提升，我也会更 加努力，认真学习，争取在以后的课程中做得更好！武汉理工大学MATLAB 课程设计报告165.参考文献1 邓薇.MATLAB 函数速查手册.人民邮电出版社，20122 阮沈勇.王永利，桑群芳.MATLAB 程序设计.电子工业出版社，20053 董长虹.Matlab 信号处理与应用.国防工业出版社，20054 陈怀琛.数字信号处理教程MATAB 释义与实现.电子工业出版社，20045 徐建华.图像处理与分析.科学出版社.1994.056 李文锋编著.图形图像处理与应用.中国标准出版社.2006武汉理工大
24、学MATLAB 课程设计报告17附录一：本科生课程设计成绩评定表姓 名 胡文浩 性 别 男专业、班级 通信 0806 班课程设计题目：利用 MATLAB 仿真软件进行绘图课程设计答辩或质疑记录：1.用三种格式保存的图片有什么区别？答：不同格式对图片保存过程中的失真程度不同，通过本次课程设计例子可以看出.emf 格式较清晰，而.jpg 和.bmp 相对较差。2.对 matlab 生成的图片有哪些方式进行保存？答：可以直接保存，在 figure 中使用菜单 file-saveas-选择另存为格式.jpg ，则图片保存在目标文件夹中；也可以在编程的过程中软件保存，可以利用的函数有saveas 和 print 等，并设置图片保存的格式，图片会保存在目标文件夹中。3.利用 matlab 处理函数进行绘图有哪些优势？答：matlab 具有强大的科学计算机数据处理能力，是一个包含大量计算算法的集合；具有出色的图像处理能力，高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图等，最新版本的的 matlab 还具有光照处理、色度处理以及四维数据的表现等其他软件没有的功能！武汉理工大学MATLAB 课程设计报告18成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日
