MATLAB软件绘图 实验指导书

一、实验目的

1.了解MATLAB的基本操作，学会使用MATLAB进行数据处理和绘图；

2.掌握MATLAB的绘图函数，学会绘制不同类型的图形；

3.通过实验，提高学生的数据处理和分析能力。

二、实验内容

1.实验环境的设置

打开MATLAB软件，进入命令窗口，输入以下命令：

clc;clear;close all;

这个命令的作用是清空MATLAB的工作空间，关闭所有打开的图形窗口。

2.绘制简单图形

在MATLAB中，可以使用plot函数绘制简单的二维图形。例如，我们要绘制函数y = sin(x)在区间[0,2π]上的图形，可以输入以下命令：

x = linspace(0,2*pi,100);
y = sin(x);
plot(x,y);

这个命令的作用是生成一个包含100个点的等差数列x，然后计算这100个点的sin值，最后使用plot函数将这100个点连接起来，形成一个sin函数的图形。

3.绘制多个图形

在MATLAB中，可以使用hold on和hold off命令来控制是否在同一个图形窗口中绘制多个图形。例如，我们要在同一个图形窗口中绘制sin函数和cos函数的图形，可以输入以下命令：

x = linspace(0,2*pi,100);
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1);
hold on;
plot(x,y2);
hold off;

这个命令的作用是先绘制sin函数的图形，然后使用hold on命令保持当前图形窗口，接着绘制cos函数的图形，最后使用hold off命令释放当前图形窗口。

4.设置图形属性

在MATLAB中，可以使用各种属性函数来设置图形的样式、颜色、线型等属性。例如，我们要将sin函数的图形改为红色、粗线条、圆点标记，可以输入以下命令：

x = linspace(0,2*pi,100);
y = sin(x);
plot(x,y,'r-o','LineWidth',2);

这个命令的作用是绘制sin函数的图形，并使用'r-o'字符串设置线条颜色为红色、线型为圆点、标记为实心圆，使用'LineWidth'属性设置线条宽度为2。

5.绘制三维图形

在MATLAB中，可以使用plot3函数绘制三维图形。例如，我们要绘制函数z = sin(x)cos(y)在区间[-π,π]×[-π,π]上的图形，可以输入以下命令：

x = linspace(-pi,pi,50);
y = linspace(-pi,pi,50);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
Z = sin(X).*cos(Y);
plot3(X,Y,Z);

这个命令的作用是生成一个50×50的网格，计算每个网格点的z值，最后使用plot3函数将这些点连接起来，形成一个三维图形。

6.绘制图片

在MATLAB中，可以使用imshow函数绘制图片。例如，我们要显示一张名为'lena.bmp'的图片，可以输入以下命令：

I = imread('lena.bmp');
imshow(I);

这个命令的作用是读取名为'lena.bmp'的图片，然后使用imshow函数显示这张图片。

三、实验步骤

1.绘制简单图形

打开MATLAB软件，进入命令窗口，输入以下命令：

x = linspace(0,2*pi,100);
y = sin(x);
plot(x,y);

按回车键执行命令，可以看到绘制出的sin函数图形。

2.绘制多个图形

在同一个图形窗口中绘制sin函数和cos函数的图形，可以输入以下命令：

x = linspace(0,2*pi,100);
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1);
hold on;
plot(x,y2);
hold off;

按回车键执行命令，可以看到绘制出的sin函数和cos函数的图形。

3.设置图形属性

将sin函数的图形改为红色、粗线条、圆点标记，可以输入以下命令：

x = linspace(0,2*pi,100);
y = sin(x);
plot(x,y,'r-o','LineWidth',2);

按回车键执行命令，可以看到绘制出的sin函数图形。

4.绘制三维图形

绘制函数z = sin(x)cos(y)在区间[-π,π]×[-π,π]上的图形，可以输入以下命令：

x = linspace(-pi,pi,50);
y = linspace(-pi,pi,50);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
Z = sin(X).*cos(Y);
plot3(X,Y,Z);

按回车键执行命令，可以看到绘制出的三维图形。

5.绘制图片

显示一张名为'lena.bmp'的图片，可以输入以下命令：

I = imread('lena.bmp');
imshow(I);

按回车键执行命令，可以看到显示出的图片。

四、实验总结

通过本次实验，我学会了MATLAB的基本操作，掌握了MATLAB的绘图函数，学会了绘制不同类型的图形。在实验过程中，我加深了对MATLAB的理解，提高了自己的数据处理和分析能力。在今后的学习和工作中，我将更加熟练地使用MATLAB进行数据处理和绘图。