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怎么用matlab进行非线性的多元函数拟合

2024-08-17 02:06:22 | 我爱编程网

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怎么用matlab进行非线性的多元函数拟合

怎么用matlab进行非线性的多元函数拟合

matlab拟合工具箱cftool
%拟合数据曲线;线性最小二乘法是解决曲线拟合的最常用的方法,
%1、多项式拟合函数;p=polyfit(x,y,n);求p拟合函数在xi处的近似值pi=polyval(p,xi);
%2、利用常用矩阵的除法解决复杂函数的拟合;
%3、利用lsqcurvefit函数和lsqnonlin函数拟合;
%4、利用cftool工具箱,自定义编写函数再通过M文件导出的形式

-5

英文参考

一、 单一变量的曲线逼近
Matlab有一个功能强大的曲线拟合工具箱 cftool ,使用方便,能实现多种类型的线性、非线性曲线拟合。下面结合我使用的 Matlab R2007b 来简单介绍如何使用这个工具箱。

假设我们要拟合的函数形式是 y=A*x*x + B*x, 且A>0,B>0。

1、在命令行输入数据:
》x=[110.3323 148.7328 178.064 202.8258033 224.7105 244.5711 262.908 280.0447 296.204 311.5475];
》y=[5 10 15 20 25 30 35 40 45 50];

2、启动曲线拟合工具箱
》cftool

3、进入曲线拟合工具箱界面“Curve Fitting tool”
(1)点击“Data”按钮,弹出“Data”窗口;
(2)利用X data和Y data的下拉菜单读入数据x,y,可修改数据集名“Data set name”,然后点击“Create data set”按钮,退出“Data”窗口,返回工具箱界面,这时会自动画出数据集的曲线图;
(3)点击“Fitting”按钮,弹出“Fitting”窗口;
(4)点击“New fit”按钮,可修改拟合项目名称“Fit name”,通过“Data set”下拉菜单选择数据集,然后通过下拉菜单“Type of fit”选择拟合曲线的类型,工具箱提供的拟合类型有:
Custom Equations:用户自定义的函数类型
Exponential:指数逼近,有2种类型, a*exp(b*x) 、 a*exp(b*x) + c*exp(d*x)
Fourier:傅立叶逼近,有7种类型,基础型是 a0 + a1*cos(x*w) + b1*sin(x*w)
Gaussian:高斯逼近,有8种类型,基础型是 a1*exp(-((x-b1)/c1)^2)
Interpolant:插值逼近,有4种类型,linear、nearest neighbor、cubic spline、shape-preserving
Polynomial:多形式逼近,有9种类型,linear ~、quadratic ~、cubic ~、4-9th degree ~
Power:幂逼近,有2种类型,a*x^b 、a*x^b + c
Rational:有理数逼近,分子、分母共有的类型是linear ~、quadratic ~、cubic ~、4-5th degree ~;此外,分子还包括constant型
Smoothing Spline:平滑逼近(翻译的不大恰当,不好意思)
Sum of Sin Functions:正弦曲线逼近,有8种类型,基础型是 a1*sin(b1*x + c1)
Weibull:只有一种,a*b*x^(b-1)*exp(-a*x^b)

选择好所需的拟合曲线类型及其子类型,并进行相关设置:
——如果是非自定义的类型,根据实际需要点击“Fit options”按钮,设置拟合算法、修改待估计参数的上下限等参数;
——如果选Custom Equations,点击“New”按钮,弹出自定义函数等式窗口,有“Linear Equations线性等式”和“General Equations构造等式”两种标签。

在本例中选Custom Equations,点击“New”按钮,选择“General Equations”标签,输入函数类型y=a*x*x + b*x,设置参数a、b的上下限,然后点击OK。

(5)类型设置完成后,点击“Apply”按钮,就可以在Results框中得到拟合结果,如下例:
general model:
f(x) = a*x*x+b*x

Coefficients (with 95% confidence bounds):
a = 0.009194 (0.009019, 0.00937)
b = 1.78e-011 (fixed at bound)

Goodness of fit:
SSE: 6.146
R-square: 0.997
Adjusted R-square: 0.997
RMSE: 0.8263

同时,也会在工具箱窗口中显示拟合曲线。

这样,就完成一次曲线拟合啦,十分方便快捷。当然,如果你觉得拟合效果不好,还可以在“Fitting”窗口点击“New fit”按钮,按照步骤(4)~(5)进行一次新的拟合。

不过,需要注意的是,cftool 工具箱只能进行单个变量的曲线拟合,即待拟合的公式中,变量只能有一个。对于混合型的曲线,例如 y = a*x + b/x ,工具箱的拟合效果并不好。下一篇文章我介绍帮同学做的一个非线性函数的曲线拟合。
上边对cftool工具箱做了很详尽的说明,但并没有对各种曲线拟合的性能做点评,在单变量曲线拟合中,如何选取一种最优化的拟合方式是非常重要的,我们在采用CFTOOL拟合后,会有一些性能说明,如:
Goodness of fit:
SSE: 6.146
R-square: 0.997
Adjusted R-square: 0.997
RMSE: 0.8263

官方的解释:
Results -- Displays detailed results for the current fit including the fit type (model, spline, or interpolant), the fitted coefficients and 95% confidence bounds for parametric fits, and these goodness of fit statistics:

SSE -- The sum of squares due to error. This statistic measures the deviation of the responses from the fitted values of the responses. A value closer to 0 indicates a better fit.

R-square -- The coefficient of multiple determination. This statistic measures how successful the fit is in explaining the variation of the data. A value closer to 1 indicates a better fit.

Adjusted R-square -- The degree of freedom adjusted R-square. A value closer to 1 indicates a better fit. It is generally the best indicator of the fit quality when you add additional coefficients to your model.

RMSE -- The root mean squared error. A value closer to 0 indicates a better fit.

Matlab曲面拟合和插值 AAAAAAAAAAA风云博客
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;fromSearch&isFromSearchEngine=yes

Matlab曲线拟合
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多项式拟合函数polyfit之C语言的源码



matlab二元函数拟合;

;cid=93&index=2

matlab非线性拟合1(指数函数)

怎么用matlab进行非线性的多元函数拟合我爱编程网

怎么用matlab进行非线性的多元函数拟合?

方法一:

1、最常用的是多项式拟合,采用polyfit函数,在命令窗口输入自变量x和因变量y。

2、以二次多项式拟合为例,输入p=polyfit(x,y,2),如果想拟合更高次的多项式,更换括号内数字即可。

通过计算获得的p,是一个数组,对应了多项式的各项系数,以图中为例,拟合出的多项式为:y=0.9962x2+0.0053x-0.2833。

方法二:

1、首先,在上方工具栏选取APPS,点击curvefitting。输入自变量x和因变量y。

2、选择拟合方式,有多项式拟合polynomial,高斯拟合gaussian,幂指数拟合power等等,本次以多项式拟合为例。

3、通过数据计算,可以获得曲线参数(曲线函数中的各项系数),从而实现曲线拟合。

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高中函数解题技巧下载

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你想要电子书还不想要花架子,那太便宜你了,我还没查到呢。不过我可以教你一部分。
举例 函数思想
线索:函数的概念(法则,定义域,值域)
→性质(周期性,单调性,奇偶性,有 界性,连续性,可导性)
→基本函数的特点
二次函数(对称性,有界性),指数函数(有界性),对数函数(定义域),三角函数(周期性,特殊的定义域,值域)。
及题目所给抽象函数的特点
其实你可以发现,方法书上提供的方法都没离开书本,所以要真想学方法,应该自己总结
数学思想我可以帮你总节以下
函数与方程思想
数形结合(线性规划,函数图像的性质,解析法解立体几何)
分类讨论思想(要明确分类的标准,注意简化分类的过程)
换元思想
逆反思维(执果索因)

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