实验4和5-MATLAB中的绘图

实验报告（理工类）

开课学院及实验室： 实验时间 ： 年 月 日

一、实验目的

1、掌握基本的绘图指令。

2、学习如何绘制二维图形和进行图形修饰。

3、掌握三维图形的绘制。

4、掌握各种特殊图形的绘制。

二、实验原理

1、普通图形的绘制：2维图形的基本函数为plot 函数，其基本格式为：plot(x,y,‘选项’)，选项包括线型、颜色等设置。

2、图形窗口的分割：用函数subplot(m,n,i)来实现。含义是将图形窗口分为m 行n 列子窗口，然后选定第i 个窗口为当前窗口。

3、坐标系的调整：可用函数axis([xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax])来完成。

4、图形的标注：为坐标轴标注用函数xlabel(‘string’,文本属性)；为图形加标题用函数title(‘string’,文本属性)；在图形窗口的任意位置加入标注用函数text(x,y, ‘string’)

5、3维图形的基本函数为plot3函数，用法和plot 函数相同。

6、绘制特殊图形：绘制极坐标图形用函数polar(角度向量,幅值向量,选项)；条形图用函数bar(x,y)；扇形图用pie(x)函数。

三、实验设备、仪器及材料

高性能计算机，MATLAB 软件。

四、实验步骤（按照实际操作过程）

1、用不同线型和颜色同一坐标内绘制曲线-0.5x

y1=e

sin(2x)π及曲线-0.1x y2=1.5e sin(x) ，其中，

0≤X≤2π。再分别为这两条曲线添加网格线，再用axis 改变横坐标和纵坐标的范围重新画一次。 2、同一坐标内绘制曲线y1=sin(10x)及曲线y2=sin(x)sin(10x)，要求： （1）y1曲线为红色点划线；

（2）y2曲线为蓝色虚线圆圈；

（3）分别为这两条曲线在右下角添加图例“sin10x”、“sinxsin10x”； （4）分别添加横坐标和纵坐标名称为“x”、“y”； （5）添加图名为“正弦曲线”； （6）分别给两条曲线添加一些文字注释。

3、在同一图形窗口绘制2*1布局的子图，第1幅子图绘制曲线1sin(),[0,4]y t t π=∈；第1幅子图绘制曲线22cos(2),[,3]y t t ππ=∈。要求：曲线y1为黑色的点划线，曲线y2为红色的虚线圆圈，在右下角标注两条曲线的图例分别为“sint ”,“2cos2t ”。

4、把图形窗口分割为2*2的布局，在窗口1中绘制一条正弦曲线sin(2),[0,2]y t t π=∈；在窗口2中绘制三条衰减的单边指数曲线23,,,[0,2]t t t y e y e y e t ---===∈；在窗口3中绘制一个矩形脉冲信号，脉冲宽度为1，高度为2，开始时间为1；在窗口4中绘制一个单位圆。

5、在同一平面绘制多条二阶系统时域曲线。二阶系统的时域响应

为

11s c o s

)

x y e x

a ξξ-=-

+。 （1）绘制1条阻尼系数zeta=0的二阶系统曲线； （2）绘制1条阻尼系数zeta=0.3的二阶系统曲线； （3）绘制1条阻尼系数zeta=0.5的二阶系统曲线；

再给图添加上标题“二阶系统曲线”；并在平面的右上角分别为三条曲线添加上图例“ξ =0” ,“ξ =0.3”，“ξ =0.5”。

6、控制系统的开环传递函数为4

321

586s s s s

+++，横坐标w 的范围为2

310

10--。画出该系

统的bode 图和nyquist 曲线。 7、 特殊图形绘制。 （1）绘制条形图。 >>x=0:0.3:2*pi; >>y=sin(x); >>subplot(2,2,1)

>>bar(x,y,0.5) %绘制宽度为0.5的条形图 >>axis([0,2*pi,-1.2,1.2]) （2）绘制实心图 >>subplot(2,2,2)

>>fill(x,y,’r ’) %绘制红色实心图 （3）绘制阶梯图 >>subplot(2,2,3)

>>stairs(x,y)

（4）绘制火柴杆图

>>subplot(2,2,4)

>>stem(x,y)

8、三维曲线绘图：

>> x=0:0.1:20*pi;

>> plot3(x,sin(x),cos(x)) %按系统默认设置绘图

9、三维网线绘图

在MATLAB命令窗口输入：

>> [X,Y]=meshgrid(-8:0.5:8);

>>R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;

>>Z=sin(R)./R;

>>mesh(X,Y,Z) %画三维网线

五、实验过程记录(数据、图表、计算等)

1、>> x=0:0.1:2*pi;

>> y1=exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);

>> y2=1.5*exp(-0.1*x).*sin(x);

>> plot(x,y1,'r-.')

>> hold on

>> plot(x,y2,'b--')

>> grid on

>> axis equal

2、>> x=0:0.1:2*pi;

>> y1=sin(10*x);

>> y2=sin(x).*sin(10*x);

>> plot(x,y1,'r-.')

>> hold on

>> plot(x,y2,'b--o')

>> legend('sin10x','sinxsin10x',4) >> xlabel('x')

>> ylabel('y')

>> title('正弦曲线')

>> text(pi,sin(10*pi),'x=\pi')

3、>> t=0:4*pi;

>> y1=sin(t);

>> subplot(2,1,1) >> plot(t,y1,'k-.') >> legend('sint',4) >> t=pi:3*pi;

>> y2=2*cos(2*t); >> subplot(2,1,2) >> plot(t,y2,'r--o') >> legend('2cos2t',4)

4、>> t=0:0.01:2;

>> y=sin(2*pi*t);

>> subplot(2,2,1)

>> plot(t,y)

>> t=0:2;

>> y1=exp(-t);

>> y2=exp(-2*t);

>> y3=exp(-3*t);

>> subplot(2,2,2)

>> plot(t,y1,t,y2,t,y3) >> t=[0 1 1 2 2 3 4]; >> y=[0 0 2 2 0 0 0]; >> subplot(2,2,3)

>> plot(t,y)

>> t=0:0.1:2*pi;

>> subplot(2,2,4)

>> plot(sin(t),cos(t));

>> axis equal

5、>> x=0:0.1:20;

>> zeta=0;

>> y1=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt(1-zeta^2)*x+acos(zeta)); >> plot(x,y1)

>> zeta=0.3;

>> y2=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt(1-zeta^2)*x+acos(zeta)); >> hold on

>> plot(x,y2,'r:')

>> zeta=0.5;

>> y3=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt(1-zeta^2)*x+acos(zeta)); >> plot(x,y3,'g*')

>> title('二阶系统曲线')

>> legend('/zeta=0','/zeta=0.3','/zeta=0.5')

6、>> num=1;

>> den=[1 5 8 6 0];

>> sys=tf(num,den)

Transfer function:

1

-------------------------

s^4 + 5 s^3 + 8 s^2 + 6 s

>> w=logspace(-2,3,20); >> bode(num,den,w)

>> figure(2)

>> nyquist(sys,w)

7、>> x=0:0.3:2*pi;

>> y=sin(x);

>> subplot(2,2,1)

>> bar(x,y,0.5)

>> axis([0,2*pi,-1.2,1.2]) >> subplot(2,2,2)

>> fill(x,y,'r')

>> subplot(2,2,3)

>> stairs(x,y)

>> subplot(2,2,4)

>> stem(x,y)

8、>> x=0:0.1:20*pi;

>> plot3(x,sin(x),cos(x));

9,、>> x=0:0.1:20*pi;

>> plot3(x,sin(x),cos(x)); >> [X,Y]=meshgrid(-8:0.5:8); >> R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; >> Z=sin(R)./R;

>> mesh(X,Y,Z)

六、实验结果分析及问题讨论

1、plot函数有几种格式？各有什么区别？

2、如何设置绘制的曲线的颜色？