MATLAB基础教程：绘图与二维图形解析

"控制系统仿真与matlab(2) 下" MATLAB是一种强大的数学计算和数据分析软件，尤其在控制系统仿真的领域中广泛应用。本课程主要关注MATLAB的基础知识，特别是其在绘图和图形表示方面的功能。通过对第二章的学习，我们可以掌握MATLAB的基本绘图技巧，这对于理解和分析控制系统的行为至关重要。 在MATLAB中，绘制二维图形是通过`plot`函数实现的。基本的`plot(t,y)`函数用于绘制以`t`为横坐标、`y`为纵坐标的图形。如果需要在同一图形上绘制多条曲线，可以使用`plot(t1,y1,t2,y2)`这样的语法，其中`t1`和`t2`是对应不同数据集的横坐标，`y1`和`y2`是对应的纵坐标。 MATLAB提供了丰富的线型和颜色选择，以定制图形的外观。例如，字母`y`代表黄色，`r`代表红色，以此类推，而线型包括实线`-`、点线`:`、虚线`--`、点虚线`-.`以及各种符号如圆点`.`、加号`+`等。颜色和线型的组合可以创建出独特的图形样式。 为了增强图形的可读性和解释性，MATLAB提供了多种图形标注功能。例如，`title`函数用于设置图形的标题，`xlabel`和`ylabel`分别用于定义横纵坐标的标签，`text`和`gtext`用于在图形任意位置添加文本，而`legend`则用于创建图例。`grid`函数则可以添加网格线，帮助用户更好地理解数据分布。 在控制系统的仿真实践中，精确控制坐标系的范围和比例是非常重要的。MATLAB的`axis`函数允许我们对坐标轴进行各种操作，如`axis([xmin xmax ymin ymax])`来设定坐标轴的边界，`axisequal`确保x轴和y轴的刻度比例相同，`axissquare`则使坐标轴的长度相等。此外，`axis on/off/auto`控制坐标轴是否显示以及自动调整。 MATLAB还支持绘制多种类型的特殊图形，如条形图、阶梯图、杆图和填充图。例如，`bar`函数用于绘制条形图，`stairs`用于阶梯图，`stem`用于绘制茎叶图，而`fill`则用于填充区域。这些函数在可视化数据分布和比较时非常有用。 在二维统计分析图中，MATLAB提供了一系列函数，如`polar`用于绘制极坐标图形，`semilogx`、`semilogy`和`loglog`则用于绘制半对数和对数对数图，这对于处理非线性关系的数据特别有用。 最后，MATLAB的`ezplot`函数可以方便地绘制满足特定函数关系的图形，如隐函数`f(x,y)=0`的曲线，这对于理解和可视化复杂的数学关系非常有帮助。 MATLAB的基础绘图功能是控制系统仿真中的重要工具，它可以帮助工程师和研究人员清晰地展示和理解系统行为，进而进行有效的设计和分析。通过熟练掌握这些基础知识，可以更高效地利用MATLAB进行控制系统仿真的工作。