MATLAB实验四《数据和函数的可视化》

实验四数据和函数的可视化

一、实验目的

1、掌握离散数据和离散函数可视化的方法。

2、重点掌握二维曲线绘图指令的调用格式。

3、熟悉三维绘图指令的基本操作。

4、了解MATLAB绘图精细控制指令。

二、实验主要仪器与设备

装配有MA TLAB7.6软件的计算机

三、预习要求

做实验前必须认真复习第五章数据和函数的可视化功能。

四、实验内容及实验步骤

1、用图形表示连续调制波形y=sin(t)sin(9t)，试将程序补充完整。

t1=(0:11)/11*pi; %12个采样点偏少

t2=(0:400)/400*pi; %401个采样点密集

t3=(0:50)/50*pi; %51个采样点已够

y1=sin(t1).*sin(9*t1); %数组运算

y2=sin(t2).*sin(9*t2);

y3=sin(t3).*sin(9*t3);

subplot(2,2,1),plot(t1,y1,'r.') %画离散点

axis([0,pi,-1,1]),xlabel('(1)点过少的离散图形')

subplot(2,2,2),plot(t1,y1,t1,y1,'r.') %画离散点及期间的连线

axis([0,pi,-1,1]),xlabel('(2)点过少的连续图形')

subplot(2,2,3),plot(t2,y2,'r.') %画离散点

axis([0,pi,-1,1]),xlabel('(3)点密集的离散图形')

subplot(2,2,4),plot(t3,y3) %画连续曲线

axis([0,pi,-1,1]),xlabel('(4)点足够的连续图形')

运行结果：

2、运行以下指令，观察各种轴控制指令的影响。

t=0:2*pi/99:2*pi;

x=1.15*cos(t);y=3.25*sin(t);

subplot(2,3,1),plot(x,y),axis normal,grid on, %矩形坐标系

xlabel('Normal and Grid on')

subplot(2,3,2),plot(x,y), axis equal ,grid on, xlabel ('Equal') %横、纵轴采用等长刻度subplot(2,3,3),plot(x,y), axis square ,grid on, xlabel ('Square') %产生正方形坐标系subplot(2,3,4),plot(x,y),axis image,box off, xlabel ('Image and Box off')

%横、纵轴采用等长刻度，且坐标框紧贴数据范围subplot(2,3,5),plot(x,y),axis image fill,box off

xlabel('Image and Fill') %使坐标充满整个绘图区

subplot(2,3,6),plot(x,y), axis tight ,box off,xlabel('Tight') %把数据范围直接设为坐标范围运行结果：

3、通过绘制二阶系统阶跃响应，综合演示图形标识，熟悉二维绘图指令的综合运用

clf;t=6*pi*(0:100)/100;

y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t);

plot(t,y,'r-','LineWidth',3) %用3榜红实线画曲线

hold on

tt=t(find(abs(y-1)>0.05));ts=max(tt);

%寻找镇定时间表，即从此以后，响应与1的距离不会超过0.05 plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10) %镇定点位置

hold off

axis([-inf,6*pi,0.6,inf])

set(gca,'Xtick',[2*pi,4*pi,6*pi],'Ytick',[0.95,1,1.05,max(y)])

set(gca,'XtickLabel',{'2*pi';'4*pi';'6*pi'})

set(gca,'YtickLabel',{'0.95';'1.05';'max(y)'})

grid on

text(13.5,1.2,'\fontsize{12}{\alpha}=0.3')

text(13.5,1.1,'\fontsize{12}{\omega}=0.7')

cell_string{1}='\fontsize{12}\uparrow';

cell_string{2}='\fontsize{16}\fontname{隶书}镇定时间';

cell_string{3}='\fontsize{6} ';

cell_string{4}=['\fontsize{14}\rmt_{s}= ' num2str(ts)];

text(ts,0.85,cell_string,'Color','b','HorizontalAlignment','Center')

title('\fontsize{14}\ity=1-e^{-\alpha t}cos{\omegat}')

xlabel('\fontsize{14}\bft\rightarrow') %横坐标标识

ylabel('\fontsize{14}\bfy\rightarrow') %纵坐标标识

运行结果：

4、以下程序的功能是用曲面图表现函数2

2y x z +=。试运行程序观察结果。 本例演示：三维空间中曲面图的绘制步骤和成图原理；

clf

x= -4:4;y=x; %确定自变量的取值范围和采样间隔 [X,Y]=meshgrid(x,y); %生成x-y 平面上的自变量“格点”矩阵 Z=X.^2+Y.^2; %计算格点上的函数值 surf(X,Y,Z); %绘制制曲面图

colormap(hot) %采用hot 色图

hold on stem3(X,Y,Z,'bo') %用来表现x-y 平面格点及对应的函数值

hold off

xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

axis([ -5,5,-5,5,0,inf])

view([-84,21]) %控制视角