МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Филиал в г. Сызрани
ПОСТРОЕНИЕ И ФОРМАТИРОВАНИЕ ГРАФИКОВ В MATLAB
Методические указания к лабораторной работе
Составитель:
Парпуц М.В.Утверждено на заседании кафедры электротехники, информатики и компьютерных технологий 30.10.03.
Сызрань 2003
ПОСТРОЕНИЕ И ФОРМАТИРОВАНИЕ ГРАФИКОВ
В MATLAB
Цель работы – изучение функциональных возможностей математического пакета MATLAB и приобретение навыков практической работы по построению и форматированию графиков функций двух и трех переменных и визуализации векторных и матричных данных.
Представление векторных данных
Диаграммы векторных данных
Наглядным способом представления векторных и матричных данных являются диаграммы и гистограммы. Значение элемента вектора пропорционально высоте столбика диаграммы (в случае столбчатой диаграммы) или площади сектора диаграммы (для круговой диаграммы). Гистограммы используются для получения информации о распределении данных по заданным интервалам.
!! Запишите, вектор-строку
х = [1.2 1.7 2.2 2.4 2.5 1.3 1.1 0.5 0.4 0.1]
Отображение вектора в виде столбчатой диаграммы осуществляется функцией bar, аргументом которой является изображаемый вектор.
!! Представьте х столбчатой диаграммой.
На экране появится графическое окно, содержащее столбчатую диаграмму вектор-строки. По горизонтальной оси откладывается номер элемента вектора, а по вертикальной — его значение. Аргументом функции bar может быть как вектор-строка, так и вектор-столбец.
!! Закройте графическое окно.
Разметку горизонтальной оси можно задать вектором с возрастающими значениями. В этом случае первый аргумент bar является вектором с координатами точек разметки, а второй — вектором значений, которые требуется отобразить на диаграмме. Удобно использовать этот способ построения диаграммы для отображения значений элементов векторов в зависимости не от их номера, а, например, от времени, если в вектор записаны результаты измерений в некоторые моменты времени. Важно, чтобы длины этих векторов совпадали, иначе будет выдано сообщение об ошибке.
!! Введите вектора time= [0.0 0.1 0.2 0.4 0.5 0.8 1.1 1.3] и data=[2.85 2.93 2.99 3.26 3.01 2.25 2.09 1.79]. Постройте зависимость вектора data от вектора time.
Пропущенные столбики соответствуют тем моментам времени, в которые измерения не производились.
Выбор ширины столбцов осуществляется заданием третьего дополнительного аргумента. По умолчанию ширина равна 0.8. Диаграмма без промежутков между столбиками получается, если установить ширину, равную единице. Выбор значений, больших единицы, приводит к перекрывающимся столбикам.
!! Постройте диаграмму по значениям тех же векторов с перекрывающимися столбцами.
Функция barh строит горизонтальную столбчатую диаграмму, т. е. повернутую на девяносто градусов. Для построения объемных диаграмм применяется функция bar3. Использование barh и bar3 аналогично bar.
!! Постройте диаграммы по значениям тех же векторов, используя функции barh и barЗ.
Если требуется оценить вклад каждого из элементов вектора в общую сумму его элементов, то удобно построить круговую диаграмму при помощи функции pie, аргументом которой тоже является вектор.
!! Введите вектор s=[2.5 1.6 1.3 5.6 1.2 9] и s1=[0.01 0.2 0.5].
!! Постройте круговую диаграмму для вектора s и s1.
В результате получается диаграмма, в которой площади секторов отвечают процентному вкладу каждого из элементов вектора в общую сумму, т. е. MATLAB нормирует значения, вычисляя data/sum(data).
Если сумма элементов вектора (аргумента рiе) больше или равна единице, то MATLAB производит нормировку и строит круг, состоящий из секторов. Если сумма меньше единицы, то нормировка не производится и получается круг с пропущенным сектором.
Часто необходимо отодвинуть от круга диаграммы сектор, соответствующий некоторому элементу. Это можно проделать, задав вторым аргументом функции рiе вектор, состоящий из единиц и нулей, причем единица стоит в позиции, соответствующей номеру отделяемой части.
!! Постройте диаграмму для вектора s с отделенным третьим и пятым сектором, используя вспомогательный вектор n.
Можно отделить несколько секторов, расположив единицы во вспомогательном векторе на подходящих позициях. Важно только, чтобы размеры векторов были одинаковы.
!! Напишите команды построения диаграммы с отделенным сектором, соответствующим максимальному значению среди элементов вектора, автоматически создав вспомогательный вектор. (Используйте функции zeros для создания нулевого вектора, той же длины, что х, и mах с двумя выходными аргументами для поиска номера максимального элемента в векторе х.)
Визуализация векторных данных может быть осуществлена при помощи piе3, которая строит трехмерные круговые диаграммы.
!! Постройте трехмерную круговую диаграмму с отделенным четвертым сектором.