算法工匠免费训练营:MATLAB绘图,小试牛刀

1月前浏览124
导读:正文之前,我在此详细说明一下,因为本文包含的程序太难得,网上肯定找不到这样的程序。随着讲课的越来越深入,我给出的程序会越来越实用,接近于实际产品。在本次课中我就给出了一个实用的算法程序,程序名是dqpsk_IF_wholeframe_Release.m。

那么这个程序和网上的顺序有什么差别呢?可以明确的说网上的程序大多就是一个理论仿真,根本不考虑实际环境的因素。那这样的程序是培养不了大家的算法思维的。而在这个程序里,关于信号的捕获、跟踪、解调、交织解交织、译码等内容都在程序里面详细写了。

大家在网上想找到这方面的程序,几乎是白日做梦!

再次强调这个程序可以用于产品的研发,因此需要大家仔细的阅读,比较和其他理论程序的差异!比如第一章的内容和本章的其他程序。后面的课程中我还会给出用于产品研发的程序。

dqpsk_IF_wholeframe_Release.m 是下行信道的程序,那么上行信道的程序会是什么样呢?dqpsk_IF_wholeframe_Release.m只是控制信道的程序,那么业务信道的程序会是什么样子的呢?后续会接着讲,程序也会跟着上,欢迎大家跟着加入算法工匠Matlab技能专训微课堂

本人当年写这个程序花了两周左右的时间,大家要消化这个程序需要多长时间呢?大家也许心里都大概清楚!

以下是正文

现在很多学科都要用到MATLAB,为什么呢?因为人们很难直观的从一大堆数据中发现它们的含义或者规律,而数据图形能够使视觉感官直接感受到数据的许多内在本质,发现数据的内在联系。

MATLAB可以表达出数据的二维、三维的图形。通过图形的线型、色彩、视角等属性的控制,可把数据的内在特征表现出来。所以自然成为很多学科画图的首选工具。

下面我们一起来学习Matlab绘图的基本知识和相关命令。

这么多用处,大家一定要学好哦!

MATLAB拥有强大的绘图功能,软件提供了一系列的绘图函数,用户不需要过多的考虑绘图的细节,只需要给出一些基本参数就能画出所需图形。这类画图函数称为高层绘图函数。

而且MATLAB还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作,这样就可以直接对画好的图形直接操作。这类操作是将图形的每个图形元素(如坐标轴、曲线、文字等)看做一个独立的对象,系统给每个对象分配一个句柄,通过句柄对该图形元素进行操作,而不影响其他部分。是不是很牛啊?

二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。可以采用不同的坐标系,如直角坐标、对数坐标、极坐标等。二维图形的绘制是其他绘图操作的基础。

最基本也是最重要的函数登场了!plot函数!怎么用?有没有实例?我们接着往下学习。

二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。可以采用不同的坐标系,如直角坐标、对数坐标、极坐标等。二维图形的绘制是其他绘图操作的基础。上堂课讲到绘制二维曲线的基本函数为plot,怎么用呢?plot函数是最基本而且应用最为广泛的绘图函数,利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。怎么个不同法呢?

讲完理论,该来动手演练了。无实践、无工科。

这样的程序会出什么结果呢?subplot有什么功能呢?linspace又有什么功能呢?请大家到help里面查找这两个函数的说明文件。至于如何使用?咱们接着学习

同学们是不是得到这样的图形呢?

再给出一个例子。在[0 , 2pi]区间,绘制一条曲线。什么曲线呢?

程序如下:在命令行窗口中输入以下命令 

    >> x=0:pi/50:2*pi;>> y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);>> plot(x,y

    程序执行后,打开一个图形窗口,在其中就有程序想要绘制的曲线。注意:指数函数和正弦函数之间要用点乘运算,因为二者是向量。很多同学经常不注意整个点,这个点有什么用呢?请同学们去问百度。

    一定要知道点乘和乘的差异!!!

    作为刚接触MATLAB任何人,还要掌握哪些知识呢?

    极坐标是属于高中就学习的数学知识,因此有必要在这里讲一下。

    还需要简单的讲一些图像处理的知识。同学们不要担心,都是最基本的知识。
    一点都不难!

    这些函数必须都要会使用,而且是熟练使用。

    还要补充讲解一个函数。semilogx函数

    功能:x轴对数图形。对于通信专业的学生而言,这个函数是肯定要用到的。请大家在命令行中写一下下面的代码,看看会出现什么结果?

      >>x = 0:.1:10;>>semilogx(x,cos(10.^x))

      那bar函数又怎么使用呢?hist函数又怎么使用呢?stem函数又怎么使用呢?好学的同学可以通过matlab的help来找到问题的答案!顺便再提一句:点乘和乘的差别是什么呢?这里又遇见了点乘了哦!

      休息一下!

      需要同学们课后找资料来学习哦。哪个函数是用来画二维条形直方图呢?哪个函数是用来画二维垂直条形图呢?

      stem函数怎么用?以后大家在学习我的《数字信号处理》的时候,可要用到它哦。本课程讲解了部分二维图形的注释命令,那么还有哪些其他命令呢?

      比如legend命令。该函数可以在图形上添加文字。该命令对有多种图形对象类型(线条图、条形图等)的窗口中显示出一个文字框。

      讲完理论,就来实践。还是那句老话,无实践,无工科。带病坚持讲课,而且还在课后写文章,真的很累,但我更要坚持,做一个好榜样。即使只有几个员能体会个中辛苦。

      函数说明:axis([xmin xmax ymin ymax])
      功能:设置当前图形的坐标范围,分别为x轴的最小值和最大值,y轴的最小值和最大值。

      axis off:关闭所有的坐标轴标签、刻度、背景。
      axis on:打开所有的坐标轴标签、刻度、背景。
      title函数功能:给当前轴加上标题。每个axes图形对象可以有一个标题。标题定位于axes的上方正中央。
      title('string') 在当前坐标轴上方正中央放置字符串string作为标题。

      预先看看电子类、通信类专业的同学们将要画什么图呢?

      《通信原理》书本理论知识!
      数字信号处理

      误码率性能!!!

      功率谱图
      星座图!!!同学们以后会在《通信原理》中看到它。

      同学们也会在《通信原理》中看到它(上图)。同学们做好学习的准备了吗?以后这些图可是都要会画的哦!

      以上讲解了很多二维图形注释命令,大家一定要多多实践!

      title('string') :在当前坐标轴上方正中央放置字符串string作为标题。

      text(x,y,'string'):在图形中指定的位置(x,y)上显示字符串string。
      xlabel('string')、ylabel(‘string’) :在当前轴对象中的x、y轴贴标签。
      注意:若再次执行xlabel或ylabel命令,则新标签会覆盖旧标签。
      grid on:给当前的坐标轴增加分隔线。

      grid off :在当前的坐标轴中去掉分隔线。

      上述内容就是关于如何画二维图形的知识。那如何画三维图形呢?

      matlab三维画图主要有三个命令:plot3命令mesh命令surf命令。

      本课程只是简单介绍一下plot3函数。

      plot3是三维画图的基本函数,绘制的是最为主要的3D曲线图,最主要的调用格式是:plot3(X,Y,Z)

      当X,Y,Z为长度同样的向量时,plot3命令将绘得一条分别以向量X,Y,Z为(X,Y,Z)坐标值的曲线。

      当X,Y,Z均为m*n的矩阵时,plot3命令将绘得m条曲线,每条曲线均为X,Y,Z列向量为(X,Y,Z)坐标值的曲线。

      余下的两个函数怎么使用呢?请同学们自行查找资料学习吧。

      温馨提示:通信类学生一定要掌握semilogx函数的用法哦,因为你会一直和它打交道。比如上堂课涉及的误码率曲线图就是这个函数画的哦。

      增加2.4  专业领域画图。为同学们以后做好铺垫!


      scatter可用于描绘散点图。

      scatter(X,Y):X和Y是数据向量,以X中数据为横坐标,以Y中数据位纵坐标描绘散点图,点的形状默认使用圈。

      例子:

      X = [1:100];

      Y = X rand(size(X));

      scatter(X, Y)可用于通信仿真中表示信号的星座图,当然也在数据分析的很多地方可以用!!!

      bar:条形图

      bar3 : 3D条形图

      barh : 绘制水平条形图

      bar3h : 水平3D条形图

      histogram: 直方图

      histogram2:二元直方图

      polarhistogram:极坐标中直方图

      area: 填充区二维绘图
      pie : 饼图
      pie3 : 三维饼图
      请同学们在命令行窗口使用这些函数,一定要掌握!只有通过使用才能掌握!反复强调操作的重要性,不知道有没有效果?我也只能做到这样了!
      此时,老师抛出一个问题?matlab能不能制作动图呢?

      用一个程序实例来完成画图课程的讲解!

        data = normrnd(0,2,1,1000);% 生成随机数(正态分布)%绘制直方图hist(data,30); hold on;%求出概率密度函数参数[mu,sigma]=normfit(data);%绘制概率密度函数[n,x]=hist(data,30);y = normpdf(x,mu,sigma);% 处理数据,使得密度函数和最高点对齐y=y/max(y)*max(n);plot(x,y,'r-');
        学过概率统计课程的人都应该能看懂!正态分布的案例实在是太多了。请记住上述程序中涉及到的函数。这个程序就是为了让同学们感受正态分布和平均分布的差异!有图就非常容易理解!

        最后,我只想把我的知识通过网络传播给真正想学的人了!

        来源:仿真秀App
        电子MATLAB通信理论控制
        著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
        首次发布时间:2022-08-11
        最近编辑:1月前
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