Matlab应用课程设计Matlab特殊图形绘制Word格式.docx
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1
方案设计
1天
2
软件设计
2天
3
系统调试
4
答辩
合计
5天
指导教师签名:
2016年1月10日
系主任(或责任教师)签名:
摘要
与数值计算和符号计算相比,图形的可视化技术是数学计算人员所追求的更高级的一种技术,因为对于数值计算和符号计算来说,不管计算的结果是多么的准确,人们往往无法直接从大量的数据和符号中体会它们的具体含义。
而图形处理技术则给人们提供了一种更直接的表达方式,可以使人们更直接、更清楚地了解事物的结果和本质。
MATLAB语言除了有强大的矩阵处理功能之外,它的绘图功能也是相当强大的。
MATLAB语言提供了一套功能强大的绘图命令,这些命令可以根据输入的数据自动完成图形的绘制,为计算过程和结果的可视化提供了极佳的手段。
Abstract
Symboliccomputation
andnumerical
calculationand
comparison,thegraph
isamathematical
visualizationtechnology
staff
topursue
a
moreadvanced
technolo-gy,becausefor
numericalcomputationand
symboliccomputation,nomatter
howcalculated
theaccuracyof
theresults,peopletendto
Not
directlyfromthe
largeamountof
dataandthe
symbols
oftheir
specificmeaning
inthe
experience.
The
graphicsprocessing
technologyis
toprovidepeoplewith
amoredirect
expres-sion,
canmakepeoplemore
directlyand
moreclearly
understand
theresultsand
thenature
ofthings.MATLAB
language
processing
inadditionto
astrong
matrix
features,
it'
s
graphics
isquite
powerful.
MATLAB
languageprovides
apowerfulsetof
drawing
commandsthatcanbe
doneautomatically
basedon
thedataentered
drawing,
processandresultsofthecalculation
providesanexcellent
visual
means.
1设计任务与要求
1.1设计任务
Matlab特殊图形绘制
1.2设计要求
利用具体实例说明matlab的各种绘图函数的功能。
2软件介绍
2.1Matlab简介
Matlab俗称“矩阵实验室”,是MatrixLaboratory的缩写。
1984年由美国MathWorks公司研制开发,以矩阵计算为基础的交互式的功能强大的科学及工程计算软件。
首创者是在数值线性代数领域颇有影响的CleveMoler博士。
他也是生产经营Matlab产品的MathWorks公司的创始人之一。
Matlab将高性能的数值计算和可视化集成在一块,并提供了大量的内置函数,从而使其广泛应用于数学计算和分析、自动控制、系统仿真、数字信号处理、图形图像分析、数理统计、人工智能、虚拟现实技术、通讯工程、金融系统等领域。
时至今日,经过MathWorks公司的不断完善,Matlab已经发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件。
在国外,Matlab已经经受了多年考验。
在欧美等高校,Matlab已经成为线性代数,自动控制理论,数理统计,数字信号处理,时间序列分析,动态系统仿真等高级课程的基本教学工具;
成为攻读学位的大学生,硕士生,博士生必须掌握的基本技能。
在设计研究单位和工业部门,Matlab被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。
在国内,特别是工程界,Matlab一定会盛行起来。
可以说,无论你从事工程方面的哪个学科,都能在Matlab里找到合适的功能。
因此,Matlab是面向21世纪的计算机程序设计及科学计算语言。
图2-1
启动Matlab后,进入Matlab的默认桌面(如上图)。
第一行为菜单栏,第二行为工具栏,下面是三个最常用的窗口。
右边最大的是命令窗口(CommandWindow),左上方前台为工作空间窗口(workspace),后台为当前目录窗口(CurrentDircstory),左下方为命令历史窗口(CommandHistory)。
左下角还有一个开始(Start)按钮,用于快速启动各类交互界面、桌面工具和帮助等。
3Matlab绘图
3.1区域图的绘制
3.1.1area函数介绍
面域图指令area。
该指令的特点是:
在图上绘制多条曲线时,每条曲线(除第一条外)都是把“前”条曲线作基线,再取值绘制而成。
因此,该指令所画的图形,能醒目地反映各因素对最终结果的贡献份额。
area的第一输入宗量是单调变化的自变量。
第二输入宗量是“各因素”的函数值矩阵,且每个“因素”的数据取列向量形式排放。
第三输入宗量是绘图的基准线值,只能取标量。
当基准值为0(即以x轴为基准线)时,第三输入宗量可以缺省。
3.1.2用area绘制区域图
程序如下:
y=rand(10,3)*100;
x=1:
10;
area(x,y);
xlabel('
Year'
);
ylabel('
Count'
运行结果:
图3-1
3.2填充图的绘制
3.2.1绘图函数fill,fill3
MATLAB画任意多边形的一种方法;
保证绘图数据首尾重合,使勾画多边形封闭;
使用图柄对图形的属性进行精细设置。
Fill3用于三维填色。
3.2.2用fill,fill3绘制填充图
用fill制图程序:
clf;
n=10;
%多边形的边数
dt=2*pi/n;
t=0:
dt:
2*pi
t=[t,t
(1)];
%fill指令要求数据向量的首位重合,使图形封闭。
x=sin(t);
y=cos(t);
fill(x,y,'
c'
axisoff%画填色多边形,隐去坐标轴。
ht=text(0,0,'
\fontname{隶书}\fontsize{32}十边形'
%文字注释,且得图柄。
set(ht,'
Color'
'
k'
HorizontalAlignment'
Center'
)%依靠图柄设置属性。
图3-2
用fill3制图程序:
X=[0.50.50.50.5;
0.50.50.50.5;
0110];
Y=[0.50.50.50.5;
0011];
Z=[1111;
0000;
0000];
C=[1001;
0101;
0010];
fill3(X,Y,Z,C),view([-1055]),colormapcool%view是设置视点的函数,colormap是用于控制曲面图的颜色
x'
),ylabel('
y'
),boxon;
gridon
运行结果
图3-3
3.3直方图的绘制
3.3.1绘图函数bar,bar3,hist
Bar,bar3分别用来绘制二、三维垂直的直方图。
Hist用来绘制统计直方图。
3.3.2用bar,bar3,hist绘制直方图
用bar绘图程序:
x=[13452];
bar(x);
图3-4
用bar3绘图程序:
x=[23457;
12321];
bar3(x)
图3-5
用hist绘图程序:
x=randn(5000,1);
hist(x,20);
%X表示数据范围,Y表示数据频率
图3-6
3.4二维、三维饼图的绘制
3.4.1绘图函数pie,pie3
饼图指令pie,pie3用来表示各元素占总和的百分数。
3.4.2用pie,pie3绘制饼图
用pie绘图程序:
x=[2354];
explode=[1100];
%“1”代表扇形间分离,“0”代表扇形间紧贴在一起
pie(x,explode);
图3-7
用pie3绘图程序:
label={'
春'
夏'
秋'
冬'
};
pie3(x,explode,label);
%为3维饼形图中的每一部分指定一个标签
图3-8
3.5二维、三维柄状图的绘制
3.5.1绘图函数stem,stem3
柄状图特别适用于表示数位讯号处理中的数位讯号。
若要获取新的柄头图,可加“fill"
选项。
3.5.2用stem,stem3绘制柄状图
用stem绘图程序:
0.2:
4*pi;
y=cos(t).*exp(-t/5);
stem(t,y,'
fill'
图3-9
用stem3绘图程序:
theta=-pi:
0.05:
pi;
x=cos(theta);
y=sin(th
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