Matlab二维图形绘制完全指南：从基础到进阶应用
Matlab二维图形绘制完全指南：从基础到进阶应用
在工程和科学计算领域，Matlab是一款非常重要的工具软件，其强大的绘图功能可以帮助用户直观地展示数据和分析结果。本文将通过几个具体的实例，详细介绍如何在Matlab中绘制二维图形，包括基本绘图命令、曲线修饰、坐标轴设置等关键知识点。
二维图形的绘制
在Matlab的命令行窗口上输入help graph2d，回车，可以看到二维图形的所有绘制命令。
基本绘图命令格式
plot(x,y): 以x值为横坐标，y值为纵坐标绘图
其中x,y可以为标量、向量或矩阵。
%例1：绘制正弦函数y=sinx在x=0~2pi之间的曲线。
x=0:pi/50:2*pi; %定义x的取值范围
y=sin(x); %计算正弦函数
plot(x,y) %绘制正弦函数曲线
print(gcf,'-r600','-djpeg','图1-1.jpg')%保存图形文件
%%例2：设y=(1+4sinx/(1+x^2))cosx,在x=0~360°区间绘制函数曲线
x=0:1:360; %定义x取值范围
x1=x*pi./180; %把角度转换成弧度
y=(1+4*sin(x1)./(1+x.^2)).*cos(x1);%计算函数值
plot(x,y) %绘制函数曲线
print(gcf,'-r600','-djpeg','图1-2.jpg')%保存图形文件
图形常见的修饰命令
图形常见的修饰命令有曲线修饰、图形坐标轴设置、图形标注、图行标注、图形栅格和边框控制、图形窗口的设置等。
1.曲线修饰
曲线修饰包括曲线的颜色、线型和标示符号的设置。
曲线修饰的命令格式如下plot(x,y,'option'): 定义了曲线的颜色、线型和标示符号。
MATLAB曲线修饰的各种选项见表1-1.
表1-1
%例3：已知y1=x^2,y2=cos2x,y3=y1y2,其中x=-2pi~2pi,在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线，并给三条曲线添加标示符号。
x=-2*pi:pi/50:2*pi; %定义x取值范围
y1=x.^2; %计算y1函数值
y2=cos(2*x); %计算y2函数值
y3=y1.*y2; %计算y3函数值
plot(x,y1,'g+') %绘制y1函数曲线
hold on %保存图形
plot(x,y2,'r:*') %绘制y2函数绘制
hold on %保存图形
plot(x,y3,'b--.') %绘制y3函数曲线
print(gcf,'-r600','-djpeg','图1-3.jpg')%保存图形文件
2.图形坐标轴设置
（1）坐标轴范围设置，命令格式如下。axis([xmin xmax ymin ymax]): 设置坐标轴的最小值和最大值。
其中xmin和xmax分别为x轴的最小值和最大值；ymin和ymax分别为y轴的最小值和最大值。
默认是自动设置坐标轴显示的上下限。
（2）坐标轴标注设置，命令格式如下xlable('字符串')：在x轴上设置标签ylable('字符串')：在y轴上设置标签
其中字符串表示在x、y坐标轴上要显示的名称和单位等
（3）坐标轴数据显示，命令格式如下。set(gca,'XTick',x1:x2:x3):设置x坐标轴的刻度值set(gca,'YTick',y1:y2:y3):设置y坐标轴的刻度值
其中gca表示当前图形；XTick表示x轴坐标刻度；x1、x2、x3分别为x坐标轴的起点坐标值、坐标间隔和终点坐标值；YTick表示y轴坐标刻度；y1、y2、y3分别为y坐标轴起点坐标值、坐标间隔和终点坐标值。
axis函数功能丰富，常用的命令格式还有以下几种。axis equal:纵、横坐标轴采用等长时刻。axis square:产生正方形坐标系，缺省为长方形。axis auto:使用缺省设置。axis off:取消坐标轴。axis on:显示坐标轴。
%例4：某发动机转速与转矩的关系为
%Ttq=6.711*10^(-10)*n^3-1.837*10^(-5)*n^2+0.08672*n+78.25
%绘制发动机转速为n=0~5000r/min的转矩—转速曲线，并对坐标轴进行设置。
n=0:100:5000;
T=(6.711e-10)*n.^3-(1.837e-5)*n.^2+0.08672*n+78.25;
plot(n,T);
xlabel('转速/（r/min）')
ylabel('转矩/（N·m）')
set(gca,'XTick',0:1000:5000)
set(gca,'YTick',0:40:200)
axis([0 5000 0 200])
print(gcf,'-r600','-djpeg','图1-4.jpg')