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WindowsXP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,..)1
1 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、gridon：在所画出的图形坐标中加入栅格gridoff：除去图形坐标中的栅格4、holdon：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。holdoff：使新图覆盖旧的图形5、设定轴的范围axis（[xminxmaxyminymax]）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2
2 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Ln=的图形【Matlab源程序】z=cplxgrid(20);w=log(z);for k=0:3W=W+i*2*pi;surf(real(z),imag(z),imag(w),real(w)hold ontitle('Lnz)3
3 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 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') Lnz
endview(-75,30)例2.2：研究电偶极子(Diploe)所产生的电势和电场强度[21.设在(a,b)处有电荷+q，在(-a,-b)处有电荷-.则在电荷所在平面上任何一点的电势为(1-1)9=9×10°1==Na+=+a)+2元60，其中q=2×10-,α=1.5,b=-1.5【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=x;[X,Y]=meshgrid(x,y);图2.2电偶极子的场和等势线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—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')4
4 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 处有电荷 , 在 处有电荷 . 则在电荷所在平面上任何一点的电势为 , 其 中 【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=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') ( , ) a b +q ( , ) − − a b −q 0 1 1 ( ) 2π q V r r + − = − 2 2 2 2 9 0 1 ( ) ( ) , ( ) ( ) , 9 10 , 4π r x a y b r x a y b + − = − + − = + + − = 6 q a b 2 10 , 1.5, 1.5 − = = = − 图 2.2 电偶极子的场和等势线
title(\fontname(宋体fontsize(22)电偶极子的场和等势线),holdonquiver(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：5
5 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：