一个图中有多个图

Question

我有以下代码，我想将相空间图组合成一个图。

我编写了函数代码，但我不知道如何让MATLAB将它们放到一个图中。如您所见，变量r，a，b和d变化。我如何组合它们？

我还想使用quiver命令绘制这些相空间图的矢量场，但它不起作用。

%function lotkavolterra
% Plots time series and phase space diagrams.
clear all; close all;
t0 = 0;
tf = 20;
N0 = 20;
P0 = 5;

% Original plot
r = 2;
a = 1;
b = 0.2;
d = 1.5;

% Time series plots
lv = @(t,x)(lv_eq(t,x,r,a,b,d));
[t,NP] = ode45(lv,[t0,tf],[N0 P0]);
N = NP(:,1); P = NP(:,2);
figure
plot(t,N,t,P,' --');
axis([0 20 0 50])
xlabel('Time')
ylabel('predator-prey')
title(['r=',num2str(r),', a=',num2str(a),', b=',num2str(b),', d=',num2str(d)]);
saveas(gcf,'predator-prey.png')
legend('prey','predator')

% Phase space plot

figure
quiver(N,P);
axis([0 50 0 10])
%axis tight


% Change variables
r = 2;
a = 1.5;
b = 0.1;
d = 1.5;

%time series plots
lv = @(t,x)(lv_eq(t,x,r,a,b,d));
[t,NP] = ode45(lv,[t0,tf],[N0 P0]);
N = NP(:,1); P = NP(:,2);
figure
plot(t,N,t,P,' --');
axis([0 20 0 50])
xlabel('Time')
ylabel('predator-prey')
title(['r=',num2str(r),', a=',num2str(a),', b=',num2str(b),', d=',num2str(d)]);
saveas(gcf,'predator-prey.png')
legend('prey','predator')


% Phase space plot
figure
plot(N,P);
axis([0 50 0 10])

% Change variables
r = 2;
a = 1;
b = 0.2;
d = 0.5;

% Time series plots
lv = @(t,x)(lv_eq(t,x,r,a,b,d));
[t,NP] = ode45(lv,[t0,tf],[N0 P0]);
N = NP(:,1); P = NP(:,2);
figure
plot(t,N,t,P,' --');
axis([0 20 0 50])
xlabel('Time')
ylabel('predator-prey')
title(['r=',num2str(r),', a=',num2str(a),', b=',num2str(b),', d=',num2str(d)]);
saveas(gcf,'predator-prey.png')
legend('prey','predator')


% Phase space plot
figure
plot(N,P);
axis([0 50 0 10])

% Change variables
r = 0.5;
a = 1;
b = 0.2;
d = 1.5;

% Time series plots
lv = @(t,x)(lv_eq(t,x,r,a,b,d));
[t,NP] = ode45(lv,[t0,tf],[N0 P0]);
N = NP(:,1); P = NP(:,2);
figure
plot(t,N,t,P,' --');
axis([0 20 0 50])
xlabel('Time')
ylabel('predator-prey')
title(['r=',num2str(r),', a=',num2str(a),', b=',num2str(b),', d=',num2str(d)]);
saveas(gcf,'predator-prey.png')
legend('prey','predator')

% Phase space plot
figure
plot(N,P);
axis([0 50 0 10])

% FUNCTION being called from external .m file

%function dx = lv_eq(t,x,r,a,b,d)
%N = x(1);
%P = x(2);
%dN = r*N-a*P*N;
%dP = b*a*P*N-d*P;
%dx =  [dN;dP];

Answer 1

嗯，有多种方法可以在同一个数字中显示多个数据系列。

我将使用一些示例数据集以及相应的颜色：

%% Data
t  = 0:100;
f1 = 0.3;
f2 = 0.07;
u1 = sin(f1*t);   cu1 = 'r'; %red
u2 = cos(f2*t);   cu2 = 'b'; %blue
v1 = 5*u1.^2;     cv1 = 'm'; %magenta
v2 = 5*u2.^2;     cv2 = 'c'; %cyan

首先，当你想要在同一轴上的所有东西时，你需要hold函数：

%% Method 1 (hold on)
figure;
plot(t, u1, 'Color', cu1, 'DisplayName', 'u1'); hold on;
plot(t, u2, 'Color', cu2, 'DisplayName', 'u2'); 
plot(t, v1, 'Color', cv1, 'DisplayName', 'v1'); 
plot(t, v2, 'Color', cv2, 'DisplayName', 'v2'); hold off;
xlabel('Time t [s]');
ylabel('u [some unit] and v [some unit^2]');
legend('show');

在许多情况下，您会发现这是正确的，但是，当两个数量的动态范围差异很大时（例如u值小于1），v %% Method 2 (subplots) figure; h(1) = subplot(2,1,1); % upper plot plot(t, u1, 'Color', cu1, 'DisplayName', 'u1'); hold on; plot(t, u2, 'Color', cu2, 'DisplayName', 'u2'); hold off; xlabel('Time t [s]'); ylabel('u [some unit]'); legend(gca,'show'); h(2) = subplot(2,1,2); % lower plot plot(t, v1, 'Color', cv1, 'DisplayName', 'v1'); hold on; plot(t, v2, 'Color', cv2, 'DisplayName', 'v2'); hold off; xlabel('Time t [s]'); ylabel('v [some unit^2]'); legend('show'); linkaxes(h,'x'); % link the axes in x direction (just for convenience) 可能会变得很麻烦价值要大得多。）

其次，当您拥有大量数据或不同数量时，也可以使用subplot来拥有不同的轴。我还使用函数linkaxes来链接x方向的轴。当您在MATLAB中放大其中任何一个时，另一个将显示相同的x范围，这样可以更容易地检查更大的数据集。

%% Method 3 (plotyy)
figure;
[ax, h1, h2] = plotyy(t,u1,t,v1);
set(h1, 'Color', cu1, 'DisplayName', 'u1');
set(h2, 'Color', cv1, 'DisplayName', 'v1');
hold(ax(1),'on');
hold(ax(2),'on');
plot(ax(1), t, u2, 'Color', cu2, 'DisplayName', 'u2');
plot(ax(2), t, v2, 'Color', cv2, 'DisplayName', 'v2');

xlabel('Time t [s]');
ylabel(ax(1),'u [some unit]');
ylabel(ax(2),'v [some unit^2]');

legend('show'); 

子图确实浪费了一些空间，但它们允许将一些数据保存在一起而不会过多地填充图表。

最后，作为一个更复杂的方法的示例，使用plotyy函数（或者更好的是：自{R2016a以来的yyaxis函数）在同一图上绘制不同的数量

hold on

这肯定看起来很拥挤，但是当信号的动态范围有很大差异时它会派上用场。

当然，没有什么能阻碍您将这些技术结合使用：plotyy以及subplot和function [u,v] = plotode(func,x,t,style) % [u,v] = PLOTODE(func,x,t,[style]) % plots the slope lines ODE defined in func(x,t) % for the vectors x and t % An optional plot style can be given (default is '.b') if nargin < 4 style = '.b'; end; % http://ncampbellmth212s09.wordpress.com/2009/02/09/first-block/ [t,x] = meshgrid(t,x); v = func(x,t); u = ones(size(v)); dw = sqrt(v.^2 + u.^2); quiver(t,x,u./dw,v./dw,0.5,style); xlabel('t'); ylabel('x'); 。

修改

对于quiver，我很少使用该命令，但无论如何，你很幸运我在一段时间后写了一些代码以便于矢量场图。您可以使用与上述相同的技术。我的代码远非严格，但这里有：

logistic = @(x,t)(x.* ( 1-x )); % xdot = f(x,t)
t0 = linspace(0,10,20);
x0 = linspace(0,2,11);

plotode(@logistic,x0,t0,'r'); 

当被称为：

help quiver

这会产生：

如果您需要更多指导，我发现that link in my source非常有用（虽然格式错误）。

另外，您可能想看看MATLAB的帮助，它真的很棒。只需在MATLAB中输入doc quiver或doc或使用我在上面提供的链接（这些链接应提供与{{1}}相同的内容）。

Answer 2

如果您希望所有绘图都在同一图上，请只调用一次figure命令。首次调用plot命令后，使用 hold on 命令，以便连续调用plot不会覆盖之前的图。