实验三 matlab的图形系统

实验三 MATLAB图形系统

一、实验目的

1.掌握绘制二维图形的常用函数。 2.掌握绘制三维图形的常用函数。 3.熟悉利用图形对象进行绘图操作的方法。 4.掌握绘制图形的辅助操作。

二、实验设备及条件

计算机一台（带有MATLAB6.0以上的软件环境）。

三、综合实例

图3-1 双调谐滤波器结构图 图3-2单调谐滤波器结构图

供电系统中，常存在谐波电流，所以设计电力系统滤波器对谐波电流进行滤除，电力系统无源滤波器中双调谐滤波器的结构如图3-1所示，其阻抗表达式为

Zn?R1?j(n?1L1?11)?(R3?j)//(R2?jn?1L2) n?1C1n?1C2式中，?1为基波角频率。当设?1?1，R1?0.01?，R2?0.1?，R3?0.1?，

L1?0.2H，L2?0.142845H，C1?0.2F，C2?0.142845F，n在[0.8，20]取值

时，双调谐滤波器的阻抗Zn与谐波次数n的曲线如图3-3所示，编写程序完成曲线的画取（注意图中各个地方的标注均用程序实现）。

67| Zf |56| Zfn |54阻抗| Zfn |?阻抗| Zn |?4332211002nr1468nr210谐波次数n121416182000nr510152025谐波次数n

图3-3 双调谐滤波器的阻抗-谐波次数特性 图3-4 单调谐滤波器的阻抗-谐波次数特性

参考程序代码：

clear all clc

n=[0.8:0.001:20]; w1=1; n1=5;

R1=0.01; R2=0.1; R3=0.1;

L1=0.2;

L2=0.142845; C1=0.2;

C2=0.142845;

zc=R1+i*(n.*w1.*L1-1./(n.*w1.*C1)); zb1=R3-i*1./(n.*w1.*C2); zb2=R2+i*n.*w1.*L2;

zfn=zc+zb1.*zb2./(zb1+zb2);

zfn1=abs(zfn);

plot(n,zfn1,'LineWidth',2.5);

xlabel('\\fontsize{11}谐波次数\\fontname{times}\\fontsize{12}\\it\\bfn')

ylabel('\\fontsize{11}阻抗\\fontname{times}\\fontsize{12}\\it\\bf| Z_n |{\\Omega}') legend('\\bf\\it\\fontsize{11}\\fontname{times}\\it\\bf| Z_f |') text(3.663,0.1,'\\bf\\it\\fontsize{13}\\fontname{times}n_r_1') text(9.884,0.15,'\\bf\\it\\fontsize{13}\\fontname{times}n_r_2') grid on

四、实验内容

1.将图形窗口分成两格，分别绘制正割和余割函数曲线，并加上适当的标注。

要求：1）必须画出0到2?，即一个周期的曲线。

2）正割曲线为红色点划线输出，余割曲线为蓝色实线输出。 3）图形上面表明正割和余割公式，横轴标x，纵轴标y。

4）将图形窗口分成两格，正割在上，余割在下。

2.绘制极坐标曲线??asin(b?n?)，并分析参数a、b、n对曲线形状的影响。

3.将图形窗口分成两个窗格，分别绘制出函数：

y1?2x?5 2y2?x?3x?1在[0,3]区间上的曲线，并利用axis调整轴刻度纵坐标刻度，使y1在[0,12]区间上，y2在[-2,1.5]区间上。

4.画出函数

z?x2?y2?sin(xy)的曲面图。

5.综合实例中，还有一种最常用的电力系统无源滤波器单调谐滤波器，其结构如图3-2所示，其阻抗表达式为：

11Zfn?R?j(?nL?)?R?j(n?1L?)

?nCn?1C式中，?n为n次谐波角频率，?1为基波角频率。当设?1?1，R?0.1?，

L?0.164609053H，C?0.3F，n在[0.5，25]取值时，单调谐滤波器的阻抗Zfn与谐波次数n的曲线如图3-4所示，试编写程序完成曲线的画取（注意图中各个地方的标注均用程序实现）。

6.用曲面图表现函数z?x2?y2,x和y的范围从-4到4，设置当前图形的颜色板从黑色到暗红、洋红、黄色、白色的平滑变化，打开网格。

五、思考题

x2y2?1绘制平面曲线，并分析参数a对其形状的影响。 根据2?2a25?a

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