1か所だけ、やりたい事に沿わないデータ指定（XDataとすべきところをYDataとしている)がありました。
また、グラフのデータが2本あるので、2本分取り出す必要があります。詳細はコードに追記しました。
clear all; clc; close all;
t = 0:0.01:1; x1 = 2*cos(2*pi*5*t);y1 = 3*sin(2*pi*1.5*t);
figure(1); clf(1); plot(t,x1,t,y1); xlabel('Time[s]'); ylabel('y');
savefig('sine.fig');
hfig = open('sine.fig');
ax1 = hfig.Children;
t = ax1.Children.XData; % この解釈で良いか...? <<<< X軸=時間軸なので、その解釈で良いです
xx1 = ax1.Children.XData; % x1を取り出す <<<< YDataではなくXDataです
yy1 = ax1.Children.YData; % y1を取り出したいがうまくいかない <<<< 実はうまくいってます
xx2 = ax1.Children(2).XData; % x2を取り出す
yy2 = ax1.Children(2).YData; % y2を取り出す
%
figure(2);clf(2);
plot(xx1,yy1); hold on; % x1を横軸に、y1を縦軸に描画したい
plot(xx2,yy2); % x2を横軸に、y2を縦軸に描画(追記)する
xlabel('x');ylabel('y');
