Hoe grafische afbeeldingen te tekenen in MATLAB

Dit artikel is gemaakt om nieuwe MATLAB-gebruikers een basisinleiding te geven voor de grafische weergave van gegevens. Het is niet gemaakt om alle details van de grafische tekening in MATLAB te behandelen, maar het zal voldoende zijn om je op weg te helpen. Deze introductie veronderstelt dat je geen ervaring hebt met programmeren, dus alle gebruikelijke programmeerconstructies die worden gebruikt, zullen worden uitgelegd.

Inhoud

Stappen
Dingen die je nodig hebt

stappen

Weet wat dingen over MATLAB.

Operator-puntkomma: als een opdracht wordt gevolgd door een `-`, wordt het resultaat ervan niet weergegeven. Dit maakt misschien niet uit in een korte toewijzing, zoals y = 1, maar het wordt een probleem bij het maken van een grote matrix. Telkens wanneer u de uitvoer wilt weergeven, zoals in een grafiek, moet u de puntkomma weglaten.
Wis commando: er zijn een aantal handige commando`s om het venster te beheren. Als u "wissen" in het opdrachtvenster typt na het symbool >> Alle huidige variabelen worden opgeschoond, wat u kan helpen als u een ongewoon resultaat ziet. U kunt ook "wissen" schrijven gevolgd door de naam van een variabele om alleen de gegevens van die specifieke variabele te verwijderen.
`Typen` Variabele: het enige type variabele dat in MATLAB bestaat, is de matrix. Dit betekent dat de variabelen worden opgeslagen als een lijst van nummers, de meest elementaire lijst die een enkel element heeft. Voor MATLAB, hoeft u niet om de grootte van de matrix opgeven om de variabele te maken. Om een enkel getal aan een variabele toe te wijzen, schrijft u eenvoudigweg z = 1. Als vervolgens een ander nummer wilt toevoegen aan z, gewoon schrijven z [2] = 3. Dan kunt u verwijzen naar de opgeslagen in elke positie vector schriftelijk z [i] nummer, waarbij "i" is de `Artis` positie in de vector. Dus als u de waarde wilt 3 z voorbeeld te krijgen, moet je gewoon z schrijven [2].
Loops: Loops of loops worden gebruikt als u een actie meerdere keren wilt herhalen. Er zijn twee soorten algemene lussen in MATLAB, de for-lus (voor) en de while-lus (while). De twee kunnen worden uitgewisseld, maar het is gemakkelijker om een oneindige while-lus te maken dan een oneindige lus. U kunt weten dat een lus oneindig is vanwege het feit dat de computer geen enkele uitvoer zal weergeven, behalve wat zich in de lus bevindt.
Voor lussen: de for-lussen in MATLAB hebben de vorm: "voor i = 1: n / doe iets / einde" (de balk geeft een regeleinde aan). Deze lus "doet iets" n keer. Dus als je elke keer dat je door de lus ging "Hallo" afdrukte, en n was 5, dan zou je vijf keer "Hallo" afdrukken.
While Loops: De while-lussen in MATLAB hebben de volgende vorm: "terwijl echte affirmatie / iets doen / einde". Deze lus "doet iets" terwijl de bewering waar is. Over het algemeen heeft het gedeelte "iets doen" een deel dat uiteindelijk de claim onwaar zal maken. Als u een while-lus wilt maken als de for-lus hierboven, schrijft u "terwijl ik<= n / doe iets / einde".
Geneste lussen: een geneste lus is de ene lus in de andere. Zijn vorm is "voor i = 1: 5 / voor j = 1: 5 / do something / end / end". Dit zal "iets" 5 keer doen voor j, dan i verhogen, iets 5 keer doen voor j, verhogen i, enzovoort.
Voor meer informatie over elk onderdeel van deze tutorial, of over MATLAB in het algemeen, bezoekt u de MATLAB-documentatie

Afbeelding met de titel Graph in MATLAB Step 2

Open MATLAB. Het venster ziet er zo uit:

Afbeelding met de titel Graph in MATLAB Step 3

Maak een nieuw functiebestand. Het is niet nodig om deze stap te voltooien als u alleen een basisfunctie wilt tekenen zoals y = sin (x). Als dit het geval is, gaat u naar stap 4. Als u een functiebestand wilt maken, selecteert u Nieuw in het menu Bestand en selecteert u vervolgens Functie in het vervolgkeuzemenu. Je ziet een venster zoals in de afbeelding. Het is het venster waarin u uw functies zult schrijven.

Afbeelding met de titel Graph in MATLAB Step 4

Configureer het functiebestand. Verwijder het [output args] -gedeelte en het bord "=". Ze zijn alleen nodig als u een uitvoerwaarde wilt verkrijgen, wat niet nodig is om afbeeldingen te maken. Verander het onderdeel "Untitled" (zonder titel) door de naam die u aan de functie wilt geven. Voeg een variabele naam in plaats van in "invoer args." Vanaf nu zal het worden gebruikt "n" als het invoerargument in het voorbeeld. Deze variabele wordt gebruikt om aan het programma te vertellen hoeveel datapunten nodig zijn. De code zou er als volgt uit moeten zien: u kunt de delen achter de% -tekens verwijderen of ze laten zoals u wilt, omdat alles dat achter een `%` staat, als een opmerking wordt beschouwd en de computer het zal negeren wanneer de functie wordt uitgevoerd.

Afbeelding met de titel Graph in MATLAB Step 5

Bereid de gegevens voor. U kunt deze stap op verschillende manieren doen, afhankelijk van het type gegevens dat u wilt tekenen. Als u een eenvoudige functie zoals y = sin (x) wilt tekenen, gebruikt u de eenvoudige methode. Als u een gegevensset uitgezet tegen een incrementele waarde van x, zoals (1, y1), (2, y2), ... (n, n) maar willen een variabel aantal punten te gebruiken, vervolgens de vector methode . Als u een lijst met punten met drie variabelen in plaats van twee wilt genereren, is de methode van de matrix handiger.

Eenvoudige methode: bepaal het bereik van x dat u wilt gebruiken voor de onafhankelijke variabelen en hoeveel u wilt dat ze scheiden. Bijvoorbeeld ">>x = 0: (pi / 100): (2 * pi) -" omzetten naar x een lijst met waarden tussen 0 en 2 * Pi met intervallen van Pi / 100. Een deel van het medium is optioneel en als dit niet is ingesteld, wordt een vooraf bepaald interval van 1 gebruikt (dat wil zeggen, x = 1:10 wijst aan x de nummers 1,2,3, ... 10 toe). Schrijf de functie op de opdrachtregel. Het zal zoiets zijn als dit: ">> y = sin (x) -"

Vectormethode: bereidt een for-lus voor om de waarden in een vector te plaatsen. De vectortoewijzingen in MATLAB volgen de vorm x (i) = 2, waarbij "i" een getal groter dan (niet gelijk aan) nul is. U kunt ook verwijzingen maken naar delen van de vector die al een waarde hebben, zoals x (3) = x (2) + x (1). Zie het loopgedeelte van de tips voor meer hulp. Houd er rekening mee dat n het nummer is dat u wilt gebruiken om het aantal gegevenspunten te bepalen. bijvoorbeeld:

Matrixmethode: bereidt twee geneste lussen voor, dat wil zeggen, de ene lus in de andere. De eerste lus zal de waarden van x regelen, terwijl de tweede lus de waarden van y zal regelen. Het kan u helpen te weten welke lus actief is in een moment als u voor de tweede lus op de Tab-toets drukt. Schrijf de vergelijking in de tweede lus, wat de waarden zijn die worden gegeven aan z. Matrixtoewijzingen volgen de vorm x (i, j) = 4, waarbij "i" en "j" twee getallen groter dan nul zijn. Houd er rekening mee dat n het nummer is dat u wilt gebruiken om het aantal gegevenspunten te bepalen. bijvoorbeeld:

Afbeelding met de titel Graph in MATLAB Step 6

Bereid nu de grafiek voor.

Eenvoudige en vectormethoden: schrijf plot (x) na de for-lus, als u de vectormethode hebt gebruikt. Als u de eenvoudige methode hebt gebruikt, schrijft u plot (x, y) en drukt u op Enter en springt u vervolgens naar stap 8. De algemene vorm van de plotfunctie is plot (x, y) waarbij x en y lijsten met getallen zijn. Als u plot (z) schrijft, worden de waarden van z getekend tegen een lijst van 1,2,3,4,5, enz. U kunt de kleur van de punten, het type gebruikte lijn en de vorm van de punten kiezen, een tekenreeks toevoegen die de plotargumenten volgt. Er moet zoiets als plot (x, y, `r-p`) zijn. In dit geval zou de `r` een rode lijn vormen, de `-` een rechte lijn tussen de punten, en de `p` zou de punten op sterren doen lijken. Het formaat moet tussen apostroffen liggen.

Matrixmethode: schrijf mesh (x) na de geneste lussen. Zorg ervoor Plaats geen puntkomma na mesh of plot.

Afbeelding met de titel Graph in MATLAB Step 7

Zorg ervoor dat de laatste regel van het functiebestand is "einde" en sla het bestand op. Sla deze stap over als u de eenvoudige methode hebt gebruikt. Hieronder staan codevoorbeelden voor de vector- en matrixmethoden.

Vector methode:

Matrixmethode:

Afbeelding met de titel Graph in MATLAB Step 8

Voer de functie uit. Dit wordt gedaan door naam (n) in het opdrachtvenster te typen, waar "naam" is de naam van de functie en "n" Het is het aantal punten dat u wilt. bijvoorbeeld: ">>FibGraph (8)".