MATLAB绘图：动态波浪图

本文所述的代码演示如何在MATLAB中绘制和动态更新两个正弦波，通过循环更新y数据，形成动态波浪图。这种可视化在信号处理和物理模拟等领域非常有用。

运行结果

代码

clc; clear; close all;

t = 0:0.01:10; % 时间向量
y1 = sin(t); % 第一个波
y2 = sin(t + pi/4); % 第二个波

figure;
hold on;
h1 = plot(t, y1, 'r', 'LineWidth', 2);
h2 = plot(t, y2, 'b', 'LineWidth', 2);
hold off;

title('动态波浪图');
xlabel('时间');
ylabel('振幅');
legend('波 1', '波 2');
grid on;

% 动态更新
for k = 1:100
    y1 = sin(t + k * 0.1); % 更新波形
    set(h1, 'YData', y1);
    pause(0.1);
end

代码解析

下面是对这段MATLAB代码的逐步讲解，解释其功能和执行过程：

代码讲解

clc; clear; close all;

• clc：清除命令窗口的内容。
• clear：清除工作空间中的所有变量。
• close all：关闭所有打开的图形窗口，以确保图形的清晰展示。

t = 0:0.01:10; % 时间向量

• 这行代码创建一个时间向量 t，从0到10，以0.01为步长。这意味着 t 包含从0到10的所有时间点，总共有1001个点。

y1 = sin(t); % 第一个波
y2 = sin(t + pi/4); % 第二个波

• y1 = sin(t)：计算时间向量 t 上的正弦波，存储在 y1 中。
• y2 = sin(t + pi/4)：计算一个相位为 ( \frac{\pi}{4} ) 的正弦波，存储在 y2 中。这代表了一个与 y1 相位偏移的波。

figure;
hold on;

• figure：创建一个新的图形窗口。
• hold on：使得后续绘制的图形可以在同一窗口中叠加，而不覆盖之前的图形。

h1 = plot(t, y1, 'r', 'LineWidth', 2);
h2 = plot(t, y2, 'b', 'LineWidth', 2);
hold off;

• plot(t, y1, 'r', 'LineWidth', 2)：绘制 y1（红色波形），并设置线宽为2。
• plot(t, y2, 'b', 'LineWidth', 2)：绘制 y2（蓝色波形），同样设置线宽为2。
• hold off：停止在同一图形窗口中叠加图形。

title('动态波浪图');
xlabel('时间');
ylabel('振幅');
legend('波 1', '波 2');
grid on;

• title：设置图形的标题为“动态波浪图”。
• xlabel：设置x轴标签为“时间”。
• ylabel：设置y轴标签为“振幅”。
• legend：添加图例，标识两条波形。
• grid on：显示网格线，以便于观察波形的变化。

% 动态更新
for k = 1:100
    y1 = sin(t + k * 0.1); % 更新波形
    set(h1, 'YData', y1);
    pause(0.1);
end

• for k = 1:100：循环100次，以实现动态更新的效果。
• y1 = sin(t + k * 0.1)：在每次循环中更新 y1 的值，使其随时间变化，形成动态效果。
• set(h1, 'YData', y1)：更新图形中已绘制的波形数据，具体来说，将 h1（红色波形）的y数据更新为新的 y1 值。
• pause(0.1)：在每次更新后暂停0.1秒，以控制波形更新的速度，使动态效果更加平滑。

总结

这段代码展示了如何在MATLAB中绘制和动态更新两个正弦波的图形。通过循环和更新y数据，用户可以观察到波形的变化，形成动态波浪图的效果。这种可视化方式在信号处理、物理模拟等领域非常有用。

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