Matlab双y轴作图设置

一、基本概念

Matlab作为适用于科学与工程计算的数学软件，具有强大的数据可视化能力。在实际应用中常常遇到需要对横纵坐标分别进行量纲不同的量的可视化需求，此时可以通过双y轴作图的方式来完成。双y轴是指在同一张图上同时绘制两套y轴坐标系，两个y轴坐标范围可以不同，但须对应一个x轴坐标。本文将从多个方面详细阐述Matlab双y轴作图设置，指导读者完成相应任务。

二、Matlab基础

想要使用双y轴完成作图，前提是需要掌握Matlab的基础语法和作图基础。下面给出一个简单的示例代码，以方便大家进行理解。在程序中，首先用subplot命令将整个绘图窗口分成1行2列，第1个绘图区域上绘制y1=x，第2个绘图区域上绘制y2=x^2。其中，plot函数用于绘制图像，其中的参数可以控制符号、线型和颜色等属性。

figure;
subplot(1,2,1); %第1个子图
x=-2:0.1:2;
y1=x;
plot(x,y1,'b*--'); %用蓝色的星号和虚线绘制
title('y1=x'); %标题
xlabel('x'); %x轴标签
ylabel('y1'); %y1轴标签

subplot(1,2,2); %第2个子图
y2=x.^2;
plot(x,y2,'r.-'); %用红色的点和实线绘制
title('y2=x^2'); %标题
xlabel('x'); %x轴标签
ylabel('y2'); %y2轴标签

三、双y轴作图设置方法

1. 使用yyaxis命令

Matlab提供了yyaxis命令以及相应函数xlabel，ylabel用于绘制双y轴图形。使用yyaxis获得axes句柄，然后对其进行操作即可实现双y轴。

x = 0:pi/100:2*pi;
y1 = sin(x);
y2 = exp(x);

figure;
yyaxis left;
plot(x,y1);
ylabel('sin(x)');
xlabel('x');
yyaxis right;
plot(x,y2);
ylabel('exp(x)');

2. 使用plotyy命令

plotyy是Matlab的一个内置函数，可以直接生成双y轴的图像。该函数格式如下：[hAx, h1, h2] = plotyy(X1,Y1,X2,Y2,fun1,fun2)。其中，X1,Y1,X2,Y2分别为两个y轴对应的横纵坐标，fun1,fun2为对应的绘图函数handle，hAx为axes句柄，h1,h2为两个y轴的line handle。

t = 0:pi/50:10*pi;
y1 = sin(t);
y2 = 20*cos(t);
[hAx,hLine1,hLine2] = plotyy(t,y1,t,y2,@sin,@cos);
ylabel(hAx(1),'Sine') %左侧y轴标签
ylabel(hAx(2),'Cosine') %右侧y轴标签
xlabel({'Time','(seconds)'}) %x轴标签
title({'Plot of Sine and Cosine', 'as Functions of Time'}) %标题

四、双y轴作图常见问题及解决方案

1. 坐标轴标注

在双y轴作图中，由于存在两个y轴，因此需要对坐标轴进行清晰的标注，以便读者易于理解。一般需标注各轴的物理量、量纲、符号以及单位等信息。如下代码可以实现坐标轴标注。

x=1:10;
y1=x.^2;
y2=20*x;
[hAx,hline1,hline2]=plotyy(x,y1,x,y2);
hline1.Marker='+';
hline2.LineStyle='-.';
xlabel('x'); %x轴标签
ylabel(hAx(1),'y_1=x^2'); %y1轴标签
ylabel(hAx(2),'y_2=20x, / s'); %y2轴标签

2. 调整比例

当两个y轴的数据差异较大时，需要调整两个坐标轴的比例，以保证数据的可视化效果。Matlab中可以通过set函数手动设置比例，也可以使用subplot描绘出两个子图，并用ax1=ax2让两个y轴共享一条坐标轴，以保证比例一致。

x=1:10;
y1=x.^2;
y2=20*x;
figure;
ax1=subplot(2,1,1);
plot(ax1,x,y1,'k-');
ylabel(ax1,'y_1=x^2');
ax2=subplot(2,1,2);
plot(ax2,x,y2,'k-');
ylabel(ax2,'y_2=20x,\s');
xlabel('x');
linkaxes([ax1,ax2],'x');

3. 双y轴设置顺序合理

在双y轴作图中，如果两个y轴的作图顺序不合理，会造成误解和困惑。一般来说，应首先绘制主轴（即数据分布范围较宽的那个y轴），然后再绘制辅轴。如果两个数据分布范围差异较大，可以考虑采用log等技巧变换数据，将两个数据的波动放在同一量级下进行比较。

五、总结

本文详细阐述了Matlab双y轴作图的设置方法及常见问题解决方案，对读者进行了详细的指导。双y轴作图是一种常见的数据可视化技术，难点在于如何合理地设置坐标轴比例、标注、顺序等。掌握双y轴作图技巧，将有助于读者更加直观、清晰地展示数据分布规律，提高数据展示效果。

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