实验二MATLAB绘制图形

实验二 MATLAB绘制图形

（一） 实验类型：验证性 （二） 实验类别：基础实验 （三） 实验学时数：2学时 （四） 实验目的

1、熟悉MATLAB基本命令与操作； 2、熟悉MATLAB的矩阵运算； 3、掌握MATLAB的绘图功能.

（五） 实验内容

MATLAB基本命令与实际操作、矩阵运算、多项式运算以及绘图功能 （六） 实验要求

1、学生在实验操作过程中自己动手独立完成，1人为1组。 2、完成实验报告：按照试验的每个题目的具体要求完成

（七） 实验仪器、设备

计算机（安装Windows98 、Windows2000 或Windows XP或以上） （八） 实验课承担单位：数学实验室

1、基本的绘图命令

plot（x1,y1,option1,x2,y2,option2,…）

x1,y1给出的数据分别为x,y轴坐标值，option1为选项参数，以逐点连折线的方式绘制1个二维图形；同时类似地绘制第二个二维图形，……等。

这是plot命令的完全格式，在实际应用中可以根据需要进行简化。比如： plot(x,y)；plot(x,y,option)

选项参数option定义了图形曲线的颜色、线型及标示符号，它由一对单引号括起来。 2、选择图像

figure（1）；figure（2）；…；figure(n)打开不同的图形窗口，以便绘制不同的图形。

3、grid on：在所画出的图形坐标中加入栅格grid off：除去图形坐标中的栅格 4、hold on：把当前图形保持在屏幕上不变，同时允许在这个坐标内绘制另外一个图形。hold off：使新图覆盖旧的图形

5、设定轴的范围axis（[xmin xmax ymin ymax]） 6、文字标示

text(x,y,’字符串’)在图形的指定坐标位置(x,y)处，标示单引号括起来的字符串。gtext(‘字符串’)利用鼠标在图形的某一位置标示字符串。title(‘字符串’)在所画图形的最上端显示说明该图形标题的字符串。xlabel(‘字符串’)，ylabel(‘字符串’)设置x，y坐标轴的名称。输入特殊的文字需要用反斜杠（\\）开头。 7、legend(‘字符串1’,‘字符串2’,…,‘字符串n’)

在屏幕上开启一个小视窗，然后依据绘图命令的先后次序，用对应的字符串区分图形上的线。

8、subplot（mnk）：分割图形显示窗口m:上下分割个数，n:左右分割个数，k:子图编号

9、semilogx：绘制以x轴为对数坐标（以10为底），y轴为线性坐标的半对数坐标图形。semilogy：绘制以y轴为对数坐标（以10为底），x轴为线性坐标的半对数坐标图形。

10、pzmap(p,z)根据系统已知的零极点p和z绘制出系统的零极点图 例2.1： 绘出对数函数Lnz的图形.

【Matlab源程序】 z=cplxgrid(20); w=log(z); for k=0:3 w=w+i*2*pi;

surf(real(z),imag(z),imag(w),real(w)); hold on title('Lnz')

end

view(-75,30)

例2.2： 研究电偶极子(Diploe)所产生的电势和电场强度【2】.设在(a,b)处有电

荷?q,在(?a,?b)处有电荷?q.则在电荷所在平面上任何一点的电势为

V?q11(?)2π?0r?r?,其

1?9?109,q?2?10?6,a?1.5,b??1.5 4π?0中

r??(x?a)2?(y?b)2,r??(x?a)2?(y?b)2,【Matlab源程序】

根据解析函数理论中求复势的方法,可由等势线求出电力线方程.

下面给出计算机仿真方法求解：仿真(MATLAB)程序和仿真结果 clear ;

clf;q=2e-6;k=9e9;a=1.5;b=-1.5;x=-6:0.6:6;y

图 2.2电偶极子的场和等势线

=x;

[X,Y]=meshgrid(x,y);

rp=sqrt((X-a).^2+(Y-b).^2); rm=sqrt((X+a).^2+(Y+b).^2); V=q*k*(1./rp-1./rm); % 计算电势 [Ex,Ey]=gradient(-V); %计算电场强度

AE=sqrt(Ex.^2+Ey.^2);Ex=Ex./AE;Ey=Ey./AE; %场强归一化 cv=linspace(min(min(V)),max(max(V)),49); %用黑实线绘等势线 contour (X,Y,V,cv,'k-') %axis('square')

title('\\fontname{宋体}\\fontsize{22}电偶极子的场和等势线'),hold on quiver(X,Y,Ex,Ey,0.7) plot(a,b,'wo',a,b,'w+') plot(-a,-b,'wo',-a,-b,'w-')

xlabel('x'); ylabel('y'),hold off

说明：图2.2中黑实线代表等势线，箭头构成电力线．根据题中电荷的位置，不难看出图中右下方为正电荷，左上方为负电荷． 本讲小结：