MATLAB实验报告(三) 西安邮电大学_matlab大学实验报告

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西安邮电学院

《Matlab》 实验报告

（三）2011-2012 学年第 1 学期

专业： 班级： 学号： 姓名：

自动化 自动0903

2011 年 10 月 20 日

实验三 MATLAB图形系统一、实验目的1．掌握绘制二维图形的常用函数。2．掌握绘制三维图形的常用函数。

3．熟悉利用图形对象进行绘图操作的方法。

4．掌握绘制图形的辅助操作。

二、实验仪器和设备

计算机一台（带有MATLAB6.5或以上版本的软件环境）。

三、实验原理

1．二维数据曲线图

（1）绘制单根二维曲线 plot(x,y);（2）绘制多根二维曲线 plot(x,y)当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制多根不同颜色的曲线。当x，y是同维矩阵时，则以x，y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。

（3）含有多个输入参数的plot函数 plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)（4）具有两个纵坐标标度的图形 plotyy(x1,y1,x2,y2)2．图形标注与坐标控制 1）title(图形名称)； 2）xlabel（x轴说明）3）ylabel（y轴说明）4）text（x，y图形说明）5）legend（图例1，图例2，…）

6）axis（[xmin xmax ymin ymax zmin zmax]）3．图形窗口的分割 subplot（m,n,p）4．三维曲线

plot3（x1,y1,z1,选项1，x2,y2，选项2，…,xn,yn,zn,选项n）5．三维曲面 mesh(x,y,z,c)与surf(x,y,z,c)。一般情况下，x，y，z是维数相同的矩阵。X，y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。

6．图像处理

（1）imread和imwrite函数 这两个函数分别用于将图象文件读入MATLAB工作空间，以及将图象数据和色图数据一起写入一定格式的图象文件。

（2）image和imagesc函数 这两个函数用于图象显示。为了保证图象的显示效果，一般还应使用colormap函数设置图象色图。

四、预习要求

1．复习二维与三维图形的绘图函数。2．复习图形辅助操作。

五、实验内容及步骤

1．设y[0.53sinx1x2]cosx，在x＝0～2π区间取101点，绘制函数曲线。

函数 ：

x=0:2*pi/100:2*pi;y=(0.5+3.*sin(x)./(1+x.*x))./cos(x);plot(x,y);grid title('x-y')xlabel('x')ylabel('y')

2．已知y1=x2,y2=cos(2x),y3=y1*y2,完成下列操作：（1）在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线；

x=0:0.01:2*pi;y1=x.*x;y2=cos(2.*x);y3=y1.*y2;plot(x,y1,x,y2,x,y3)grid

（2）分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制三条曲线。

y3=y1.*y2;subplot(2,2,1);bar(x,y1,'r');title('bar(x,y1,“r”)');grid;subplot(2,2,2);fill(x,y1,'r');title('fill(x,y1,“r”)');grid;subplot(2,2,3);stairs(x,y1,'r');title('stairs(x,y1,“r”)');grid;subplot(2,2,4);stem(x,y1,'r');title('stem(x,y1,“r”)');grid

同理 y2，y3如下图 所示

3．已知

x,x02e y1x0In(x1x2),

2：在－5

x=-5:0.1:5;y=((x+sqrt(pi))./exp(2)).*(x0);plot(x,y);grid;

4．绘制函数的曲面图和等高线 zcosxcosyexy422

其中x的21个值均匀分布在[-5,5]范围，y的31个值均匀分布在[0,10]，要求使用subplot（2，1，1）和subplot（2，1，2）将产生的曲面图和登高图画在同一个窗口上。代码 ：

x=-5:(10/20):5;y=0:(10/30):10;[x,y]=meshgrid(x,y);z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.^2+y.^2)./4)subplot(2,1,1);mesh(x,y,z);subplot(2,1,2);meshc(x,y,z);

5．将图形窗口分成两格，分别绘制正割和余割函数曲线，并加上适当的标注。

要求：1）必须画出0到2，即一个周期的曲线。

2）正割曲线为红色点划线输出，余割曲线为蓝色实线输出。3）图形上面表明正割和余割公式，横轴标x，纵轴标y。4）将图形窗口分成两格，正割在上，余割在下。

代码 ：

x=0:0.01:2*pi;y1=sec(x);y2=csc(x);subplot(2,1,1);plot(x,y1,'r');title('y=sec(x)');xlabel('x');ylabel('y');grid subplot(2,1,2)plot(x,y2,'b');title('y=csc(x)');xlabel('x');ylabel('y');grid

6．绘制极坐标曲线asin(bn)，并分析参数a、b、n对曲线形状的影响。

a=5;b=pi/3;n=2;theta=0:0.01:5*pi;y=a.*sin(b+n.*theta);polar(theta,y,'r');

分析：a决定了最外圆的半径，b决定了扇形的分布情况，n决定了扇形的数目

7．将图形窗口分成两个窗格，分别绘制出函数：

y12x5y2x3x12

在[0,3]区间上的曲线，并利用axis调整轴刻度纵坐标刻度，使y1在[0,12]区间上，y2在[-2,1.5]区间上。

x=0:0.01:3;y1=x.*2+5;y2=x.^2-3.*x+1;subplot(1,2,1);plot(x,y1,'r');axis([0,3,0,12]);grid subplot(1,2,2);plot(x,y2,'r');axis([0,3,-2,1.5]);grid

8．画出函数

zx2y2sin(xy)的曲面及等高线图。

x=-10:0.1:10;y=-10:0.1:10;

[x,y]=meshgrid(x,y);z=x.^2+y.^2+sin(x.*y);mesh(x,y,z);meshc(x,y,z);

9．综合实例中，还有一种最常用的电力系统无源滤波器单调谐滤波器，其阻抗表达式为：

ZfnRj(nL1nC)Rj(n1L1n1C)

式中，n为n次谐波角频率，1为基波角频率。当设1L0.164609053H1，R0.1，C0.3F，n在[0.5，25]取值时，单调谐滤波器的阻抗Zfn与谐波次数n的曲线如图3-4所示，试编写程序完成曲线的画取（注意图中各个地方的标注均用程序实现）。

10．用曲面图表现函数zx2y2,x和y的范围从-4到4，设置当前图形的颜色板从黑色到暗红、洋红、黄色、白色的平滑变化，打开网格。

x=-4:0.01:4;y=-4:0.01:4;[x,y]=meshgrid(x,y);z=x.^2+y.^2;mesh(x,y,z);meshc(x,y,z);colorbar('hot');

11．根据xa22y2225a1绘制平面曲线，并分析参数a对其形状的影响。

x=-10:0.1:10;y=-10:0.1:10;a=-5:5;n=size(a);for i=1:n

eq1=(x.^2)/(a(i).^2)+(y.^2)/(25-a(i).^2);

plot(x,y);

drawnow

axis([-10 10-10 10])

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