第4章MATLAB的数值计算(免费阅读).pptVIP

第五讲 数据和函数的可视化 ——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、多样性地实现可视化，这是其它语言所不能比拟的。 5.1 引导 任何二元实数标量对（x,y）可用平面上的一个点表式；任何二元实数向量对（x,y）可用平面上的一组点表示。对于离散实函数yn=f(xn)，当 xn以递增（或递减）次序取值x=[x1,x2,…,xN]T时，根据函数关系可求得同样数目的yn，y=[y1,y2,…,yN]T。当把这向量对用直角坐标中的点序列图示时，就实现了离散函数的可视化。 例5.1-1：离散函数y=|n|的可视化 n=(-10:10); y=abs(n); plot(y,r.) figure (2), plot(n,y,b) 5.1.2 连续函数的可视化 与离散函数可视化一样，进行连续函数可视化也必须先在一组离散自变量上计算相应的函数值，并把这一组“数据对”用点图示。但这些离散的点不能表现函数的连续性。 为了进一步表示离散点之间的函数情况，有两种常用处理方法： 对区间进行更细的分割，计算更多的点，去近似表现函数的连续变化； 把两点用直线连接，近似表现两点间的（一般是非线性的）函数性状。 在MATLAB中，以上两种表现方法都可以采用。 注意：倘若自变量的采样点数不足够多，则无论哪种方法都不能真实地反映原函数。 例5.1-2：用图形表示连续调制波形y=sin(t)sin(9t) 例5.1-3：绘制奇数正多边形及圆。 5. 2 二维曲线和图形 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,自动标注数据标尺及单位标注 1. 基本调用格式plot (x,y,‘s) 2. plot的衍生调用格式 plot(X,Y,’s’) （2）多三元组绘制多条曲线 例5.2-1：二维曲线绘图指令演示 。 例5.2-2：用图形表示连续调制波形y=sin(t)sin(9t)极其包络线 。 5.2.2 坐标控制和图形标识 例5.2-3观察各种轴控制指令的影响。 演示采用长轴为3.25，短轴为1.15的椭圆。注意：采用多子图表现时，图形形状不仅受“控制指令”影响，而且受整个图面“宽高比”及“子图数目”的影响。想准确体会控制指令的影响，可在全图状态下进行观察。 2. 分格线和坐标框 grid 是否画分格线的双向切换指令（使当前分格线状态翻转） grid on 画出分格线 grid off 不画分格线 box 坐标形式在封闭式和开启式之间切换指令 box on 使当前坐标呈封闭形式 box off 使当前坐标呈开启形式 3. 图形标识 图形标识包括：图名（Title）、坐标轴名（Label）、图形注释（Text）和图例（Legend）。 标识指令的最简捷使用格式如下： title(S) 书写图名 xlabel(S) 横坐标轴名 ylabel(S) 纵坐标轴名 legend(S1,S2,…) 绘制曲线所用线型、色彩或数据点形图例 text(xt,yt,S) 在图面（xt,yt）坐标处书写字符注释 4. 标识指令中字符的精细控制 4. 标识指令中字符的精细控制 4. 标识指令中字符的精细控制 若想设置上下标，对字体和字体大小进行控制，须在被控制字符前使用5.2-9, 5.2-10的指令 4. 标识指令中字符的精细控制 2 坐标控制和图形标识 例5.2-4：标识实验。 例5.2-5 通过绘制二阶系统阶跃响应，综合演示图形标识。 5.2.3 多次叠绘、双纵坐标和多子图 前面已介绍过plot在同一次调用中画多条曲线的功能。实际应用中，还会遇到在已经存在的图上再绘制一条或多条曲线的情况。为此，MATLAB提供了以下指令： 例5.2-6 利用hold绘制离散信号通过零阶保持器后产生的波形。 2. 双纵坐标图 在实际应用中常常提出这样一种需求：把同一自变量的两个不同量纲、不同数量级的函数量的变化绘制在同一张图上。为此，MATLAB5.x新增了以下指令。 3. 多子图 MATLAB允许用户在同一图形窗中布置几幅独立的子图，具体指令是： 例5.2-8 演示subplot指令对图形窗的分割。 5.2.4 获取二维图形数据的指令ginput [x,y]=ginput(n) 用鼠标从二维图形上获取n个点的数据坐标(x,y)。 交互式图形指令 在MATLAB中还有若干与鼠标有关的图形操作指令。它们是： ginput gtext legend gtext gtext(arg), 用鼠标把字符串或