matlab z变换离散化_Matlab数据可视探索

一、以plot为例 Matlab中最常用的 绘图指令当属plot，此外很多绘图函数与plot用法相似，因此，首先详细介绍plot的使用方法。 绘制图形通常通过以下步骤来完成：准备数据—选定位置—调用指令—设置坐标—图形注释—图形修饰。 1.1  准备数据。 (1)Excel类文件。 文件路径： 文件位置及名称用字符串表述，字符串即单引号内的内容，其连接可采用矩阵行连接。例如在 D 盘 DataProcess 文件夹内 DATA 文件夹内的 MyData.xlsx 文件，其路径可以表述为 'D:\DataProcess\DATA\MyData.xlsx' 或 [DataAdress,’\’,M_File_Name] DataAdress=’D:\DataProcess\DATA’ M_File_Name=’ MyData.xlsx’ 。 文件夹 / 文件操作：

exist(’string’)	文件夹存在返回7
mkdir(’string’)	新建文件夹
rmdir(’string’,’s’)	删除文件夹及其下文件
ls(’string’)	获取文件夹下的文件名称
copyfile(’source’,’destination’)	复制文件夹/文件
movefile(’source’,’destination’)	移动文件夹/文件

Excel 文件操作：

Xlswrite	将矩阵变量数据写入Excel
	xlswrite(filename,A)xlswrite(filename,A,sheet)xlswrite(filename,A,xlRange)xlswrite(filename,A,sheet,xlRange)
Xlsread	将Excel中的数据读入矩阵变量
	num  = xlsread(filename)num  = xlsread(filename, sheet)num  = xlsread(filename,xlRange)num= xlsread(filename,sheet,xlRange)
说明	sheet：字符串或正整数xlRang：字符串，例如‘A1:D3’A：矩阵，字符类型需用引号

(2)机器码。 设备采集到的数据有很多种读入方式，在此仅介绍一种比较通用的方式。 fileID =fopen( ’ 文件路径 ’ ， ’r’);A =fread(fileID,sizeA,precision,machinefmt); sizeA ： inf ,n, [m,n] machinefmt：高低位描述，n、b、l、s、a。 precision ：类型

unit/  unit8/ unit16/ unit32/ unit64	32/8/16/32/64bit(8bit=1Byte)
uchar/unsigned  char	8/8/16
ushort/ulong/ubitn	16/32/[1~64]
int/int8/int16/int32/int64	32/8/16/32/64bit
integer*1/2/4/8	8/16/32/64
schar/signed  char/short/long/bitn	8/8/16/32/[1~64]
single/double/float/ float32/ float64	32/64/32/32/64
real*4/8	32/64
char*1/char	8/与编码相关

 1.2  选定位置

figure	创建图形窗口
	figure/figure('PropertyName',propertyvalue,...)figure(h)/ h = figure(...)
	PropertyName	Color
		Name
		NumberTitle：off/ on(默认)
		Position：[left bottom width height]
subplot	设置子图位置
	subplot(m,n,p)  m行n列子图，位于位置psubplot('Position',positionVector)subplot(m,n,p,ax)/subplot(h)subplot(­­­­…,Name,Value)/h  = subplot(…)

示例语句： 【 scrsz = get(groot,'ScreenSize'); 获取屏幕大小，从而确定图形在屏幕中的位置】 【ax1 = subplot(2,1,1); plot(ax1,Z(1:20,:))； ax1.XTick=[0,10,25,40,50]; title/ylabel/xlabel(ax1,'srting');】 1.3  调用指令 (1)基本形式。 plot(x1,y1, 'sss1'…)，其中(x,y, 'sss')是最 基本的平面绘线三元组， plot 可接受多个三元组； x 、 y 规模相同，分别为横坐标和相对应的纵坐标；如果二者均为 1 维数组，则绘制 1 条线；如果二者均为 m*n 的数组，则绘制 n 条曲线； x 可为空，此时横坐标为数组序号； 'sss1' 它是离散点形、连续线形、色彩三种属性的组合，字符串类型，可为空。 离散点形 - 属性 Marker ：

'o'	圆圈
'd''diamond'	菱形
's''square'	方形
'*'	星号
'.'	实心点
'+'
'x'
'v'、'^'、'>'、'	不同朝向三角形
'p'，'pentagram'	五角星
'h'，'hexagram'	六角星

其中， Marker 的属性：

‘MarkerSize’	设置数据点大小
'MarkerFaceColor'	离散点填充色
'MarkerEdgeColor'	离散边缘色

连续线形 - 属性 LineStyle ：

'-'	实线
'--'	虚线
':'	点虚线
'-.'
'none'

色彩 - 属性 Color ：

'g'	[0  1 0]	绿色
'b'	[0  0 1]	蓝色
'r'	[1  0 0]	红色
'y'	[1  1 0]	黄色
'm'	[1  0 1]	紫色
'c'	[0  1 1]	青色
'w'	[1  1 1]	白
'k'	[0  0 0]	黑
	[num1,num2,num3]	均不小于0不大于1

Matlab 用色次序可用 get(gca,’ColorOder’) 查询次序。 (2)带属性调用。 plot(x,y,’sss’,’PropertyName’,PropertyValue…)

'Color'	设置线条颜色
'LineStyle'	设置线条类型
'LineWidth'	设置线条宽度
'Marker'及其属性	离散点标记类型

(3)重写函数。 有些方便修改的 Matlab 自带 M 文件，可根据绘图需要重写。比如 polar 等，位于 Install\toolbox\matlab\graph2d 中。重写调用过程中注意保护原始文件。 (4)属性设置命令。 【 p = plot(1:10,'ro-');props ={'LineWidth','Marker','MarkerSize'}; get(p,props)/ get(p);set(p,'Color','red')】

1.4 设置坐标

(1)axis坐标轴

axis  auto	默认设置
axis  equal	横、纵坐标轴采用等长刻度
axis  image	横、纵坐标轴采用等长刻度且坐标范围严格与图线范围相同
axis  manual	保持当前坐标不变
axis  off/on	不显示/显示坐标轴
axis  tight	坐标范围严格与图线范围相同
axis([…])[xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax]	可用inf\inf表示设置值为空,z项可缺
axis  ij/xy	原点在左上/左下(默认)
axis  normal/square	矩形(默认)/正方形坐标系
axis  vis3d	三维旋转时保持高宽比不变
axes('Position',[位置，4个数])
daspect([nx  ny nz])	Nx个单位X轴=ny个单位Y轴长度…

(2)gca当前图的坐标。set(gca, ’属性’,属性值)

‘FontSize’,num	坐标轴上字体大小
'TickDir','out'	默认是坐标刻度朝内,设置后朝外
'TickLength',[  num1, num2]	num1为x轴刻度长度，同理
'Ylim',[  num1, num2]	设置Y轴起止点，同理
'XTick'，[刻度数值]
'XTickLabels'，{'', '', ''……}	刻度文本
‘XTickLabelRotation’,num	刻度文本旋转角度

例句： 【ax =gca;  ax.Color= 'blue'; fig =gcf; ax = fig.CurrentAxes;】

(3)分格线

grid  on	画分格线，默认为off
box  on/off	当前坐标呈封闭、开放(默认)模式

1.5 图形注释

(1)图形说明指令

xlabel('string')	x坐标轴说明，同理y、z等
clabel(C,h,v)	其中，[C,h]  = contour(x,y,z);v是标记序列值，可省略。
title('string')	图标题子图标题ax1 =  subplot(1,2,1);title(ax1,'string');
text(x,y,  'string')	在坐标x、y处显示文本
legend('string',…,'Location',  'String')	依照绘制顺序添加图例
	North\South\East\West\NorthEast\NorthWest\SouthEast\SouthWest上北下南左西右东上述关键词+Outside，表示位于坐标轴外侧。Best表示自动确定与图形冲突最少的位置。
	Color/TextColor/EdgeColorBox/LineWidth…

(2)图形标识

(3)字体。 \fontname{Windows中的字体名称}；\bf 黑体， \it 斜体 1 ， \sl 斜体 2 ， \rm 正体； \fontsize{ 数字 } ，默认值为 10 ， 1Point (磅) =0.35mm ； \color{specifier} 或 \color[rgb]{specifier} ，设置文本颜色。 (4)辅助线。   line: line(X,Y,Z,'PropertyName',propertyvalue,...) 例句：【t =0:pi/20:2*pi;hline1 = plot(t,sin(t),'k');ax = gca; hline2 = line(t+.06,sin(t),'LineWidth',4, 'Color',[.8 .8 .8], 'Parent',ax); set(gca,'Children',[hline1hline2])】 rectangle:rectangle('Position',[起点x,起点y,宽，高],'Curvature',[圆角数值1，圆角数值2],Name,Value) annotation:annotation(lineType, [x_begin x_end], [y_begin y_end](相对 值 ),Name,Value)

lineType	h=annotation('line',[.1  .2],[.1 .2]); h.Color= 'red';
	annotation('arrow',[.1  .2],[.1 .2])
	annotation('doublearrow',[.1  .2],[.1 .2])
	annotation('textarrow',[.1  .2],[.1 .2],'String','my text')
	annotation('rectangle',[.1  .5 .2 .1],'FaceColor','b','FaceAlpha',.2)
	annotation('ellipse',[.2  .3 .4 .5])
	annotation('textbox',[.2  .3 .4 .5],'String','mytext','FitBoxToText','on')

1.6 叠绘

(1)plot(x1,y1,’ss1’,x2,y2,’sss2’…) (2)使用hold on指令 ，多次绘图均存在。 (3)创建两个y轴：plotyy： [ax,h1,h2]=plotyy(x1,x2,y1,y2,fun1,fun2); fun 是图形类型，例如 plot 、 stem 等，字符串，可缺； 设置 坐标轴属性举例： 【ylabel(ax(1),'String')，grid(ax(1),'on')】 设置线条属性举例： 【h1.LineStyle = '--'】 绘制大于两条曲线举例： 【plotyy(x,y1,[x',x'],[y2',y3']); 相同坐标轴放入一个矩阵。】 (4)创建2个x轴： line(x1,y1,'Color','r')

ax1= gca; ax1.XColor = 'r';

ax1.YColor = 'r';ax1_pos = ax1.Position;

ax2=axes('Position',ax1_pos,'XAxisLocation','top','YAxisLocation','right','Color','none');

line(x2,y2,'Parent',ax2,'Color','k')

二、以surf为例

2.1 绘图指令surf(X,Y,Z,C)或mesh(x,y,z,C)

其中x,y为坐标数组，z为函数值数组。若x,y为一维数组，可借助[X,Y]=meshgrid(x,y)生成矩形格点坐标数组，C为指定用色，可缺。类似地，surfc在surf基础上绘制等高线。

2.2 属性与说明

colormap(CM)色图取值如下：

autumn	hsv	white
bone	jet	winter
colorcube	lines	hot
cool	pink	summer
copper	prism	gray
flag	spring

例如： 【ax1 = subplot(2,1,1);contourf(peaks)； colormap(ax1,hot(10))】 【 surf(peaks(30));[cmin,cmax]= caxis;caxis([0,cmax])】 shading options 浓淡处理，用于 mesh 、 surf 、 pcolor 、 fill 、 fill3 等所创建的图形非数据点处着色。

Flat	每个贴片一个颜色
Interp	插值用色，无线
Faceted	默认，在flat基础上有网格线

view([])控制视角。[az,el]单位为°，分为方位角和俯仰角；[vx,vy,vz]直角坐标系确定的角度。

rotate(h,[],alpha,orgin)旋转变换图像。h被旋转的对象；[]旋转轴方向，同view参数；alpha旋转角度；orgin旋转支点，默认为原点。类似地，还有 rotate3d 。 colorbar('Position','Direction','reverse')，属性值均可缺。 举例如下： 【colorbar('Ticks',[-5,-2,1,4,7],'TickLabels',{'Cold','Cool','Neutral','Warm','Hot'})】 【   c =colorbar;c.Label.String = 'Elevation (ft in 1000s)';】 【 改变宽度： c = colorbar; cpos = c.Position; cpos(3) =0.5*cpos(3); c.Position = cpos; 同时需调整位置： ax = gca;axpos = ax.Position;ax.Position =axpos;】 光照light：

camlight	camlight ('headlight')  camlight('right')默认  camlight('left')  camlight(az,el)  camlight(...,'style')，local (default)或infinite  camlight(light_handle,...)  light_handle = camlight(...)camorbit(dtheta,dphi,'coordsys','direction')
light	light('PropertyName',propertyvalue,...)  handle = light(...)
lightangle	lightangle(az,el)  light_handle = lightangle(az,el)  lightangle(light_handle,az,el)  [az,el] = lightangle(light_handle)
lighting	lighting flat 光线均匀，是默认值  lighting gouraud 用于曲面表现phong 表现最好 none 关闭所有光源
brighten	增加曲面亮度

材质material：

material op	shinny明亮dull 暗淡metal 金属关泽
material([ka,kd,ks,n,sc])	均匀、漫反射、反射、镜面反射系数

透明处理： 对 surf 、 patch 、 image 的属性，相关指令常见操作如下。与之相类似的还有消隐 hidden off/on ，它仅用于 mesh 图形，形成透视效果。此外，强制为 NaN ，则图形呈现镂空；强制为 0 ，则图形呈现切面。

alpha()	[0,1]范围内数量，0为全透明
	‘x’,’y’,’z’透明度随轴向数值变化
	‘color’按色彩方式处理透明度
	‘rand’随机决定各点透明度
	‘flat’,’interp’,’texture’表示透明度处理方式注意该处理方式需与shading对应
alim()	[amin,amax]设定透明轴的上下限小于下限全透明，大于上限全不透明
alpamap	‘rampup’上斜线型
	‘rampdown’下斜线型
	‘vup’倒V字型
	‘vdown’V字型
	1*m矩阵自定义

三、绘图指令

3.1 线系列

plot	以下函数属性用法基本参照此函数
plotyy
plot3	plot3(X1,Y1,Z1,...)
loglog	横纵坐标轴均表示为指数形式
semilogx	横坐标轴表示为指数形式
semilogy	纵坐标轴表示为指数形式
fplot	fplot(fun,自变量范围,误差,属性)
ezplot	ezplot(fun2(x,y),[xmin,xmax,ymin,ymax])ezplot(funx(t),funy(t),[tmin,tmax])
ezplot3	ezplot3(funx,funy,funz,[tmin,tmax])
errorbar	errorbar(X,Y,E)，以2E为区间  errorbar(X,Y,L,U)，以L+U为区间

示例： 【 sn = @(x)sin(1./x);fplot(sn,[0.01,0.1]);】 【myfun.m  文件中 function Y =myfun(x); Y(:,1) =200*sin(x(:))./x(:);Y(:,2) = x(:).^2; 主函数中 fh = @myfun; fplot(fh,[-20 20]) ;】 【fh1 = @(s) s./2; fh2 = @(s) 2.*s; fh3 = @(s)s.^2; ezplot3(fh1,fh2,fh3)】 【ezplot3('s/2','2*s','s^2')】

3.2 点系列

stem/stem3	stem(X,Y,…)
stairs
scatter/scatter3

例句： 【 stem(X,Y,'filled')】 【 x = linspace(0,3*pi,200); y = cos(x)+ rand(1,200); c = linspace(1,10,length(x)); scatter(x,y,[],c,'filled')】

3.3 Bar系列

bar	bar(x,y,Name,Value)y多行时形成不同系列
bar3	三维
barh	水平
bar3h	水平三维
histogram	绘制某数据集合X的区间分布histogram(X,nbins)  nbin划分多少区间histogram(X,edges)包含区间端点histogram(C,Categories)  Categories可缺
histogram2	histogram2(X,Y,Xedges,Yedges)
pareto	pareto(Y,names) 绘制Y的条形图和小于Y的占比线
ribbon	彩带条

(1)bar属性

BarWidth	0与1之间
'FaceColor'	填充颜色
'FaceAlpha'	填充透明度
'EdgeColor'	边框颜色，No为无边框
'EdgeAlpha'	边框透明度
'LineWidth'	边框宽度
'LineStyle  '
style	'grouped'每行为一组柱子'stacked'每行绘制成1根柱子'histc'每组柱子之间不留缝隙'hist'效果类似于'histc'，但柱子中心点不同
colorbar
colormap
'Baseline'	b(i).  Baseline. LineStyleb(i).  Baseline. Colorb(i).BaseLine.LineWidthb(i).BaseLine.  BaseValue可设置基线数值numb(i).BaseLine.  Visible  on/off

例句： 【 y = [24 6; 3 4 5];b = bar(y);b(2).LineWidth = 2;】 【 通过柱子宽度不同可以组合绘制成温度计】 【 可以组合绘制图线和柱子等： [ax,b,p]= plotyy(x1,y1,x2,y2,'bar','plot')】 【 三维视图单根柱子颜色过渡改变： b=bar3(…)； for k =1:length(b) data = b(k).ZData;     b(k).CData = zdata;     b(k).FaceColor = 'interp' end】

(2)histogram属性

h = histogram(x)，h中包含属性

Values	数值
NumBins	区间数目
BinEdges	区间边缘
BinWidth	区间宽度
BinLimits	区间限制
Normalization	'count'数目 'countdensity'区间宽度乘以高度=数目 'probability'数目/总数目 'pdf'数目/(总数目*区间宽度) 'cumcount'小于区间的数目 'cdf'小于区间的概率

例句： 【 edges = [-10 -0:0.25:0.5 10]; h =histogram(x,edges);】 【A = [00 1 1 1 0 0 0 0 NaN NaN 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1]; C =categorical(A,[1 0 NaN],{'yes','no','undecided'});  h =histogram(C,'BarWidth',0.5) ;】 【 h =histogram2(randn(1000,1),randn(1000,1),[12 12],'FaceColor','flat');】【histogram2(randn(1000,1),randn(1000,1),'DisplayStyle','tile','ShowEmptyBins','on');】 【codelines= [200 120 555 608 1024 101 57 687]; coders= {'Fred','Ginger','Norman','Max','Julia','Wally','Heidi','Pat'}; pareto(codelines,coders)】 3.4 Polar系列

rose	原理类似于histogram
polar	polar(theta,rho,…)
compass	compass(U,V…) /  compass(Z…)
ezpolar

3.5 Area系列

area	如果Y为多行，则1列为一条线，线下填充颜色；第二条线在第一条基础上变化。
pie/  pie3	pie(X,explode,labels) X之和小于1，X值代表比例，否则按实际比例排列explode为[]饼块之间的间距，默认为0labels{‘’  ‘’…}默认显示百分比
fill/fill3
patch/surf2patch	patch(X,Y,Z,C)
pcolor	pcolor(x,y,z)伪彩图，x,y为坐标，z为颜色。
imshow/image/imagesc

  例句： 【   x2 = [25; 2 5; 8 8];y2 = [4 0; 8 2; 4 0];patch(x2,y2,'green')】 【 或 c = [0;1];patch(x,y,c)colorbar 或c = [03; 6 4; 4 6];patch(x,y,c) ;colorbar】 【x = linspace(1,10,15);y= sin(x);y(end) = NaN;c = y; patch(x,y,c,'EdgeColor','interp','Marker','o','MarkerFaceColor','flat');colorbar;】

3.6 等高系列

contour	contour(X,Y,Z,v)  v为level  list
contourf	在以上基础上填充颜色
ezcontour
ezcontourf
contourslice	contourslice(X,Y,Z,V,Sx,Sy,Sz,cvals)

例句： 【 contour(X,Y,Z,'ShowText','on')】 【[C,h] = contour(x,y,z); clabel(C,h, 'FontWeight','bold','Color','blue')】

3.7 向量系列

feather	feather(U,V,…)/feather(Z,…)
quiver/quiver3	quiver(X,Y,  U,V,…)
streamslice
streamline

 3.8 三维系列

surf/surfl/surfc/ezsurf/ezsurfc
warp	warp(x,y,z,A),  A= imread(‘图像’)
mesh/meshc/meshz/ezmesh/ezmeshc	与surf相比它像是镂空的
waterfall/peaks/cylinder/ellipsoid/sphere

 3.9 动态系列

drawnow	drawnowdrawnow limitrate绘制速度更快
spinmap(s,n)	色彩变幻
campos([camera_position])	配合drawnow制作改变观测视角效果
pause(s)	hold  off新绘制图形覆盖旧图形结合pause函数可实现动态图形效果
[x,y]=ginput(n)	在已有的图形上选n点连线
	F(i)=getframe/getframe(ax)/getframe(ax)
movie(fig,F,n)	回放n遍

  例句： 【 h =animatedline;axis([0 4*pi -1 1]); x = linspace(0,4*pi,10000);y = sin(x); for k =1:length(x)     addpoints(h,x(k),y(k));     drawnow end】 最后，很多绘图属性均可在绘图面板的各类选项中设计，其中还有标记、读数据、放大等功能，部分功能需要配合Ctrl、Shift等功能键使用。 参考文献：精通MATLAB，百度，Matlab帮助，更多信息敬请查询Matlab帮助。 欢迎关注公众号“大力奇迹馆”