Wat is MATLAB
MATLAB is een programmeeromgeving op hoog niveau ontwikkeld door MathWorks. Het wordt veel gebruikt in wetenschappelijke en technische domeinen voor numerieke berekeningen, data-analyse en visualisatie. MATLAB biedt een uitgebreide set ingebouwde functies en toolboxen die het het beste platform maken om met data te werken.
Het belang van plotten
Het plotten van gegevens speelt een cruciale rol bij gegevensanalyse en -visualisatie. Door grafieken te maken, kunnen we complexe datasets visueel weergeven, patronen, trends en uitschieters identificeren en inzichten effectief communiceren. MATLAB biedt een uitgebreide set plotfuncties waarmee we visueel aantrekkelijke en informatieve plots kunnen maken.
Basis plotten in MATLAB
Dit gedeelte behandelt enkele basisstappen van het plotten in MATLAB, het kan een plot zijn van eenvoudige gegevenspunten of een reeks gegevenspunten.
Een figuur maken
In MATLAB is een figuur een venster of container die een of meer percelen bevat. De figuur opdracht maakt een nieuw figuur in een venster. Hier is een voorbeeld:
figuur;
Deze opdracht opent een leeg figuurvenster waarin u uw plots kunt toevoegen.
Assen toevoegen
Assen zijn de afzonderlijke plots binnen een figuur. Om assen aan een figuur toe te voegen, kunt u een functie genaamd gebruiken assen . Hier is een voorbeeld:
assen;Standaard positioneert MATLAB de assen automatisch om het volledige figuurvenster in te nemen. We kunnen ook de grootte en positie van de assen aanpassen.
Gegevens plotten
Nadat we een nieuwe figuur hebben gemaakt en de assen hebben gedefinieerd, kunnen we verder gaan door verschillende gegevenspunten uit te zetten. MATLAB biedt verschillende functies voor verschillende soorten plots, zoals plots voor 2D-lijnplots, scatterplots voor scatterplots en staafplots voor staafdiagrammen.
De volgende opdrachten gebruiken de MATLAB-plotfunctie om punten op een figuur weer te geven:
X = 1 : 10 ;En = x.^ 2 ;
verhaallijn ( X , En ) ;
Deze code plot de punten (1,1), (2,4), (3,9), enzovoort, waardoor een eenvoudige parabolische curve ontstaat.
Percelen aanpassen
Met MATLAB kunnen we verschillende aspecten van plots aanpassen om ze visueel aantrekkelijker en zinvoller te maken. Laten we enkele veelgebruikte aanpassingsopties bekijken:
Lijnstijlen en kleuren
We kunnen het uiterlijk van plotlijnen aanpassen door verschillende lijnstijlen en kleuren te specificeren.
Bijvoorbeeld , kunnen we het teken '-' gebruiken voor een ononderbroken lijn, '–' voor een stippellijn, ':' voor een stippellijn en '-.' voor een stippellijn. Bovendien kunt u kleuren opgeven met behulp van vooraf gedefinieerde namen of RGB-waarden.
X = 1 : 10 ;y1 = x.^ 2 ;
y2 = x.^ 3 ;
verhaallijn ( X , y1 , '-R' ) ; % Rode ononderbroken lijn
hou vol ;
verhaallijn ( X , y2 , '--B' ) ; % Blauwe stippellijn
afhouden ;
Bovenstaande commando's plotten twee verschillende curven met verschillende lijnstijlen en unieke kleuren. Beide hold-commando's zorgen ervoor dat beide curven op dezelfde figuur worden uitgezet.
Titels en labels toevoegen
Om plots informatiever te maken, kunnen we titels en labels aan de assen toevoegen. MATLAB biedt functies zoals titel , xlabel , En label Voor dit doeleinde.
Hier is een voorbeeld:
X = 1 : 10 ;En = x.^ 2 ;
verhaallijn ( X , En ) ;
titel ( 'Plot van x^2' ) ;
xlabel ( 'X' ) ;
label ( 'En' ) ;
Door deze functies te gebruiken, voegen we een titel toe aan de plot en labelen we de x- en y-as dienovereenkomstig.
Assen aanpassen
Soms zijn de standaard aslimieten en maatstreepjes niet geschikt voor gegevens. MATLAB stelt ons in staat om het asbereik en maatstreepjes aan te passen met behulp van functies zoals xlim , superieur , xtikken , En ytikken .
Beschouw het volgende voorbeeld:
X = 1 : 10 ;En = x.^ 2 ;
verhaallijn ( X , En ) ;
xlim ( [ 0 , 12 ] ) ; % Limieten x-as instellen
superieur ( [ 0 , 120 ] ) ; % Limieten voor de y-as instellen
xtikken ( 0 : 2 : 12 ) ; % Stel maatstreepjes op de x-as in
ytikken ( 0 : twintig : 120 ) ; % Stel y-as maatstreepjes in
In deze code passen we de limieten van de assen aan en specificeren we de maatstreepjes voor beide assen.
Geavanceerde plottechnieken
Subplots
In MATLAB stellen subplots ons in staat om meerdere plots binnen één figuur te genereren. Subplots stellen ons in staat om meerdere gegevenssets tegelijkertijd te visualiseren en te vergelijken. Deze functie verdeelt figuren in subplots.
Hier is een voorbeeld:
X = 1 : 10 ;y1 = x.^ 2 ;
y2 = x.^ 3 ;
subplot ( 1 , 2 , 1 ) ; % Maak een 1x2 raster van subplots , selecteren het eerste subplot
verhaallijn ( X , y1 ) ;
titel ( 'Plot van x^2' ) ;
subplot ( 1 , 2 , 2 ) ; % Selecteer het tweede subplot
verhaallijn ( X , y2 ) ;
titel ( 'Plot van x^3' ) ;
In dit voorbeeld maken we een figuur met twee subplots, die elk een andere curve weergeven.
Meerdere percelen in één figuur
Naast subplots kunnen we ook meerdere plots in één figuur toevoegen met behulp van de hold-on-opdracht. Hierdoor kunnen we verschillende percelen over elkaar heen leggen. Beschouw het volgende voorbeeld:
X = 1 : 10 ;y1 = x.^ 2 ;
y2 = x.^ 3 ;
verhaallijn ( X , y1 ) ;
hou vol ;
verhaallijn ( X , y2 ) ;
afhouden ;
Hier zijn beide curven op dezelfde figuur uitgezet, wat een visuele vergelijking oplevert.
3D-plots
Naast 2D-plots biedt MATLAB krachtige mogelijkheden voor het maken van 3D-plots. Deze plots helpen om gegevens in drie dimensies te visualiseren, waardoor visualisaties diepte krijgen. De functie plot3 maakt 3D-plots.
Beschouw het volgende voorbeeld:
T = linspatie ( 0 , 10 *pi , 100 ) ;X = cos ( T ) ;
En = zonder ( T ) ;
Met = T ;
plot3 ( X , En , Met ) ;
titel ( '3D-plot' ) ;
xlabel ( 'X' ) ;
label ( 'En' ) ;
zlabel ( 'Met' ) ;
In deze code maken we een 3D-plot door de x-, y- en z-coördinaten op te geven. De resulterende plot vertegenwoordigt een helix in 3D-ruimte.
Contourplots
Contourplots zijn handig voor het visualiseren van driedimensionale gegevens op een tweedimensionaal vlak. MATLAB biedt de contourfuncties voor het maken van contourplots.
Hier is een voorbeeld:
X = linspatie ( - 2 , 2 , 100 ) ;En = linspatie ( - 2 , 2 , 100 ) ;
[ X , EN ] = maasrooster ( X , En ) ;
MET = X.^ 2 +J.^ 2 ;
contour ( X , EN , MET ) ;
titel ( 'Contourplot' ) ;
xlabel ( 'X' ) ;
label ( 'En' ) ;
In dit voorbeeld maken we een contourplot van de functie z = x^2 + y^2. De resulterende plot toont contourlijnen die de waarden van de functie vertegenwoordigen.
Conclusie
MATLAB biedt manieren voor het plotten van gegevenspunten en het maken van informatieve visualisaties. Door de stappen in dit artikel te volgen, kunnen we effectief punten plotten, plots aanpassen en geavanceerde technieken verkennen, zoals subplots, 3D-plots en contourplots. Lees het bovenstaande artikel om het plotten in MATLAB te leren. Dit zal u helpen om gegevens visueel te analyseren en dienovereenkomstig output te genereren.