实验4和5-MATLAB中的绘图

实验四和实验五：MATLAB 中的绘图开课学院及实验室： 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-0.5xy1=esin(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 xa 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4321586s s s s+++，横坐标w 的范围为231010--。

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;plot(x,exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x),'r-.')hold onplot(x,1.5*exp(-0.1*x).*sin(x),'b:o')x=0:0.1:2*pi;plot(x,exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x),'r-.')hold onplot(x,1.5*exp(-0.1*x).*sin(x),'b:o')grid onx=0:0.1:2*pi;plot(x,exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x),'r-.')hold onplot(x,1.5*exp(-0.1*x).*sin(x),'b:o')axis([0,5,-1,1.5])grid on2、x=0:0.1:2*pi;plot(x,sin(10*x),'r-.')hold onplot(x,sin(x).*sin(10*x),'b:o')legend('sin(10*x)','sin(x)*sin(10*x)','Location','southeast') xlabel('x');ylabel('y');title('ÕýÏÒÇúÏß')text(pi,0,' \leftarrow sin(\pi)')3、t1=0:0.1:4*pi;plot(t1,sin(t1),'k-.')hold ont2=pi:0.1:3*pi;plot(t2,2*cos(2*t2),'r:o')legend('sin(t)','2cos(2t)','Location','southeast')4、t=0:0.1:2;subplot(2,2,1)plot(t,sin(2*pi*t));t=0:0.1:2;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([-1.2 1.2 -1.2 1.2]);5、x=0:0.1:20;zeta=0;y1=1-exp(-zeta*x).*sin(sqrt(1-zeta^2)*x+acos(zeta))/sqrt(1-zeta^2); plot(x,y1)zeta=0.3;y2=1-exp(-zeta*x).*sin(sqrt(1-zeta^2)*x+acos(zeta))/sqrt(1-zeta^2); hold onplot(x,y2,'r')zeta=0.5;y3=1-1-exp(-zeta*x).*sin(sqrt(1-zeta^2)*x+acos(zeta))/sqrt(1-zeta^2); plot(x,y3,'k')title('二阶系统函数')legend('/zeta=0','/zeta=0.3','/zeta=0.5')6、num=1;H=tf([1],[1 5 8 6 0]); w=logspace(-2,3,20); bode(H,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,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？。