实验五用Matlab数据拟合
matlab麦夸特法数据拟合
MATLAB麦夸特法数据拟合一、背景介绍MATLAB是一种强大的数学分析工具，广泛应用于科学计算、工程设计和数据分析等领域。
在数据拟合方面，MATLAB提供了多种方法来处理实验数据，其中麦夸特法（Marquardt Method）是一种常用的非线性最小二乘拟合方法。
通过使用麦夸特法，我们可以将实验数据与理论模型进行拟合，找到最优的参数，从而更好地理解数据背后的规律。
二、麦夸特法原理1. 麦夸特法是一种迭代算法，用于最小化误差函数，其核心思想是通过不断调整参数的值，使得误差函数的值逐渐趋近于最小值。
2. 在每一次迭代中，麦夸特法将误差函数在当前参数值处进行线性化，然后求解线性化函数的最小二乘解，从而得到新的参数值。
3. 通过不断迭代，可以逐步逼近最优的参数值，使得拟合效果得到改善。
三、使用MATLAB进行麦夸特法数据拟合的步骤1. 准备实验数据：首先需要准备好实验数据，将实验数据存储在MATLAB中的数组或矩阵中。
2. 构建拟合模型：根据实验数据的特点和拟合的需求，选择合适的拟合模型，并用函数的形式表示出来。
3. 初值设定：对拟合模型的参数进行初值设定，这些初值将作为麦夸特法的起始点。
4. 调用麦夸特法函数：MATLAB提供了专门的函数来实现麦夸特法数据拟合，例如“lsqnonlin”函数。
需要将实验数据、拟合模型、初值等作为输入参数传入该函数。
5. 获取拟合参数：调用麦夸特法函数后，可以得到拟合的最优参数值，以及拟合的误差值。
6. 拟合效果评估：通过对比实验数据与拟合模型预测值的差异，评估拟合效果的好坏。
四、实例演示假设我们有以下实验数据，需要使用麦夸特法进行数据拟合：x = [1, 2, 3, 4, 5];y = [2.1, 3.9, 6.2, 8.3, 10.5];我们选择使用二次多项式模型进行拟合，即y = ax^2 + bx + c。
接下来，我们将演示如何使用MATLAB进行数据拟合。
步骤1：准备实验数据x = [1, 2, 3, 4, 5];y = [2.1, 3.9, 6.2, 8.3, 10.5];步骤2：构建拟合模型fun = (p,x) p(1)*x.^2 + p(2)*x + p(3);步骤3：初值设定p0 = [1, 1, 1];步骤4：调用麦夸特法函数p = lsqnonlin((p) fun(p,x) - y, p0);步骤5：获取拟合参数a = p(1);b = p(2);c = p(3);步骤6：拟合效果评估x_fit = linspace(1,5,100);y_fit = a*x_fit.^2 + b*x_fit + c;plot(x, y, 'o', x_fit, y_fit);通过以上MATLAB代码演示，我们成功使用麦夸特法对实验数据进行了二次多项式拟合，并获得了最优的拟合参数。
MATLAB(实验五)
实验五1、 编写程序，该程序在同一窗口中绘制函数在[]0,2π之间的正弦曲线和余弦曲线，步长为200/π，线宽为 2 个象素，正弦曲线设置为蓝色实线，余弦曲线颜色设置为红色虚线，两条曲线交点处，用红色星号标记，并通过函数方式在生成的图形中添加注释，至少应包括：标题，文本注释，图例和坐标轴标注。
x=0:pi/200:2*pi;sinx = sin(x); cosx = cos(x);k=find(abs(sinx-cosx)<1e-2); x1=x(k);figure,plot(x,sinx,'LineWidth',2) hold on ,plot(x,cosx,'r:','LineWidth',2)hold on ,plot(x(find(cosx==sinx)),cosx(find(cosx==sinx)),'r*','LineWidth',2)hold on ,plot(x1,sin(x1),'r*') xlabel('x:(0-2\pi)'); ylabel('y:sin(x)/cos(x)');title('正弦曲线和余弦曲线');text(x1+0.1,sin(x1),'sin(x)=cos(x)');gtext('sin(x)') gtext('cos(x)')legend('sin(x)','cos(x)')2、 绘制图像：双曲抛物面：22164x y z =-，1616x -<<，44y -<<，并对绘制的双曲抛物面尝试进行视点控制。
[X,Y] = meshgrid(-16:0.4:16,-4:0.1:4); Z = X.^2/16 - Y.^2/4;subplot(1,3,1),plot3(X,Y,Z),view(0,180),title('azimuth = 0,elevation = 180'); subplot(1,3,2),plot3(X,Y,Z),view(-37.5,-30),title('azimuth = -37.5,elevation = -30');subplot(1,3,3),plot3(X,Y,Z),view([3,3,2]),title('viewpoint=[3,3,1]');3、 表中列出了4个观测点的6次测量数据，将数据绘制成为分组形式和堆叠形式的条形图。
matlab拟合曲线并得到方程和拟合曲线
matlab拟合曲线并得到方程和拟合曲线1. 引言1.1 概述在科学研究和工程实践中，我们通常需要对实验数据或观测数据进行分析和处理。
拟合曲线是一种常用的数学方法，可以通过拟合已有的数据来找到代表这些数据的函数模型。
Matlab作为一款功能强大的数值计算软件，提供了多种拟合曲线的方法和工具，可以帮助用户快速高效地进行数据拟合并得到拟合方程和结果。
1.2 文章结构本文分为五个部分来介绍Matlab拟合曲线方法及其应用。
首先，在引言部分将概述文章的主要内容和结构安排；其次，在第二部分将介绍Matlab拟合曲线的原理，包括什么是拟合曲线、Matlab中常用的拟合曲线方法以及其优缺点；然后，在第三部分将通过一个实例分析来具体讲解使用Matlab进行拟合曲线的步骤，并展示得到方程和拟合曲线的结果；接着，在第四部分将探讨不同领域中对于拟合曲线的应用场景，并给出相应案例研究；最后，在第五部分将总结已有研究成果，发现问题，并对Matlab拟合曲线方法进行评价和展望未来的研究方向。
1.3 目的本文的目的是介绍Matlab拟合曲线的原理、步骤以及应用场景，旨在帮助读者了解和掌握Matlab拟合曲线的方法，并将其应用于自己的科研、工程实践或其他领域中。
通过本文的阅读，读者可以了解到不同拟合曲线方法之间的区别和适用情况，并学习如何使用Matlab进行数据拟合并得到拟合方程和结果。
最终，读者可以根据自己的需求选择合适的拟合曲线方法，提高数据分析和处理的准确性和效率。
2. Matlab拟合曲线的原理2.1 什么是拟合曲线拟合曲线是一种通过数学方法，将已知数据点用一个连续的曲线来近似表示的技术。
它可以通过最小二乘法等统计学方法找到使得拟合曲线与数据点之间误差最小的参数。
2.2 Matlab中的拟合曲线方法在Matlab中，有多种方法可以进行拟合曲线操作。
其中常用的包括多项式拟合、非线性最小二乘法拟合和样条插值等。
- 多项式拟合：利用多项式函数逼近已知数据点，其中最常见的是使用一次、二次或高阶多项式进行拟合。
matlab曲线拟合函数并预测
Matlab曲线拟合函数并预测一、背景介绍（300-500字）在科学研究和工程领域，我们经常需要对实验数据进行分析和预测。
而Matlab作为一种强大的数学软件工具，提供了丰富的函数和工具，可以对实验数据进行曲线拟合和预测。
本文将介绍Matlab中的曲线拟合函数，并结合实际案例来展示如何使用这些函数进行数据分析和预测。
二、Matlab曲线拟合技术（800-1000字）1. 数据导入和处理在进行曲线拟合之前，我们首先需要将实验数据导入Matlab，并进行处理。
这包括数据的清洗、预处理以及数据结构的转换等。
Matlab提供了丰富的数据导入和处理函数，可以帮助我们快速地将实验数据准备好，以便进行后续的分析和拟合。
2. 曲线拟合函数在Matlab中，曲线拟合函数是实现曲线拟合的核心工具。
通过这些函数，我们可以根据实验数据的特征以及我们对拟合曲线的要求，选择合适的曲线模型，并进行拟合。
Matlab提供了多种曲线拟合函数，包括多项式拟合、指数拟合、对数拟合等，以满足不同需求的实验数据分析。
3. 曲线拟合参数估计除了选择合适的曲线模型外，曲线拟合还需要进行参数估计。
Matlab提供了丰富的参数估计函数，可以帮助我们对拟合曲线的参数进行准确的估计，从而得到最优的拟合结果。
4. 曲线拟合质量评价作为对曲线拟合结果的评价，我们需要进行拟合质量的评估。
Matlab提供了多种曲线拟合质量评价指标，包括均方差、决定系数等，可以帮助我们评估拟合结果的准确性和可靠性。
三、曲线拟合与预测实例分析（1200-1500字）以某种实验数据为例，我们通过Matlab进行曲线拟合和预测分析。
我们将实验数据导入Matlab，并进行预处理；选择合适的曲线模型进行拟合，并进行参数估计；我们评价拟合结果的质量，并得出结论；基于拟合曲线，我们进行预测分析，并与实际数据进行对比。
通过这个实例分析，我们可以更加深入地理解Matlab曲线拟合技术的应用和价值。
matlab实验五
实验五 基于matlab 的数据拟合与回归分析一、 实验类型验证性实验二、 实验学时2学时三、 实验目的1、掌握利用MATLAB 中实现单因变量的多元线性回归分析(经典多元线性回归分析)的方法；2、掌握利用MATLAB 中实现多因变量的多元线性回归分析(多对多线性回归分析)的方法。
3、掌握MATLAB 有关逐步回归的命令。
四、 实验内容及要求 实验内容：1 学习MATLAB 中有关经典多元线性回归分析的命令；(1) [b,bint,r,rint,stats] = regress(y,X,alpha)建立回归分析模型01122,i i i ip ip i y b b x b x b x ε=+++++其中()()2E 0,D i i εεσ==,1,2,,i n =.注：在该命令中，设计矩阵()(1)ij n p X x ⨯+=(X 的第1列全为1 ) 或响应值向量()1i n y y ⨯=中的无效值Nan 将被免忽略。
输入参数至少有2个，alpha 是检验的显著性水平，默认值为0.05。
输出参数至少有1个，b 是回归系数的估计值；bint 是各回归系数的置信度为1-alpha 的置信区间(第1列是它们的下界，第2列是它们的上界)；r 是残差，rint 是残差的置信区间；stats 给出一个1*4的向量，依次是判定系数2R ，F 统计量的观测值及检验的p 值，以及误差的方差的估计值2ˆσ. 这里//(1)U p MMSF Q n p MSE==-- 是检验回归模型是否显著的检验统计量，当012:0p H b b b ====成立时， ~(,1)F F p n p --.可以通过分析残差的置信区间来观察原始数据是否存在异常点，若残差的置信区间不包括0，则可认为对应的观测值是异常值，将异常值全部去掉，重新建立的回归模型将更加精确。
可以调用命令rcoplot(r,rint)按观测顺序逐个画出各组观测值对应的残差和残差置信区间，从而观测异常值的位置。
如何利用Matlab进行模拟和仿真实验
如何利用Matlab进行模拟和仿真实验Matlab是一种功能强大的数学计算和数据可视化软件。
它不仅可以进行数学模拟和仿真实验，还可以处理数据、绘制图表和实施算法。
在工程、物理学、生物学等领域，Matlab被广泛用于解决各种实际问题。
本文将介绍如何利用Matlab进行模拟和仿真实验，并探讨其在实验设计和结果分析中的应用。
一. Matlab的基本功能Matlab具有很多基本功能，如矩阵操作、数值计算、符号计算等。
这些功能使得Matlab成为进行模拟和仿真实验的理想选择。
在Matlab中，可以定义和操作矩阵，进行线性代数运算，如求解方程组、矩阵求逆等。
此外，Matlab还提供了许多内置函数，可以进行数值计算和符号计算，如求解微分方程、积分、数值优化等。
二. 模拟实验的设计在进行模拟实验之前，首先需要设计实验方案。
实验设计包括选择合适的模型和参数设置，确定实验变量和观测指标等。
在Matlab中，可以使用函数或脚本来定义模型和参数，通过修改参数值来观察实验结果的变化。
比如，可以使用Matlab的模型库来选择合适的模型，然后使用函数传入参数值进行求解。
此外，Matlab还提供了绘图功能，可以绘制实验结果的图表，以便更直观地分析数据。
三. 仿真实验的实施在设计好实验方案后，就可以开始进行仿真实验了。
在Matlab中，可以使用已定义的模型和参数进行仿真计算。
可以通过Matlab的编程功能来实现计算过程的自动化。
比如，可以使用循环语句来迭代计算，以观察参数变化对结果的影响。
此外，Matlab还提供了随机数生成和统计分析函数，可以用于生成随机变量和分析实验数据。
四. 实验结果的分析在完成仿真实验后，需要对实验结果进行分析。
Matlab提供了丰富的数据处理和分析工具，可以对实验数据进行统计分析、绘图和可视化展示。
可以使用Matlab的数据处理函数来计算均值、标准差、相关系数等统计指标。
此外，Matlab还可以通过绘图函数来绘制直方图、散点图、线图等图形，以便更好地理解和展示数据。
实验五+MATLAB数值计算(含实验报告)
实验五 MATLAB 数值计算一、实验目的1．掌握求数值导数和数值积分的方法。
2．掌握代数方程数值求解的方法。
3．掌握常微分方程数值求解的方法。
二、实验的设备及条件计算机一台（带有MATLAB7.0以上的软件环境）。
设计提示1．参考本节主要内容，学习并理解相关函数的含义及调用方法。
三、实验内容1．线性系统方程：分别使用左除（\）和求逆（inv ）求解下面系统方程的解：⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=++377251463c b b a c b a2. 数值积分：使用quad 和trapz 求解⎰-503/dx xe x 的数值积分，并与其解析解9243/5+--e 相比较；3. 请完成教材P154页中实验指导环节的实验内容第2题4. 请完成教材P155页中思考练习的第3题（1），并绘制解在该求解区间（即[0,5]）上的图像；。
5、请完成教材P164页实验指导环节的实验内容第5题。
（提示：该函数的符号导数，可以通过函数diff 求得。
首先定义符号变表达式，如求sin(x)的一阶符号导数，可以先定义f=’sin(x)’;df=diff(f);可求得df=cos(x)。
其中df 即为函数f 的一阶符号导数）。
四、实验报告要求（包含预习报告要求和最终报告要求）1.实验名称2.实验目的3.实验设备及条件4.实验内容及要求5.实验程序设计指程序代码。
6.实验结果及结果分析实验结果要求必须客观,现象。
结果分析是对实验结果的理论评判。
7.实验中出现的问题及解决方法8. 思考题的回答五、实验报告的提交方式Word文档，命名方式:实验号_你的学号_姓名例如本次实验：实验一_000000001_张三.doc（信息101提交报告邮箱）：E_mail: *******************(网络工程101提交作业邮箱)：E_mail: *******************（注意网络班的M是大写的)下一次课前提交,过期不收!六、参考文献参考教材和Matlab帮助文件。
matlab中多项式拟合方法
MATLAB中多项式拟合方法一、概述在科学计算和工程领域，多项式拟合是一种常用的数据拟合方法。
MATLAB作为一种强大的数学计算软件，提供了多种多项式拟合的函数和工具，可以方便地进行数据拟合和分析。
二、多项式拟合的原理多项式拟合是利用多项式函数来拟合已知的数据点，使得多项式函数与实际数据点的残差最小化。
多项式函数可以表达为:\[ y(x) = a_0 + a_1x + a_2x^2 + ... + a_nx^n \]其中，\(y(x)\)为拟合函数，\(a_0, a_1, a_2,...,a_n\)为多项式系数，\(x\)为自变量。
拟合的目标是通过确定系数的取值，使得多项式函数和实际数据点的误差最小。
三、MATLAB中的多项式拟合函数MATLAB提供了多种函数和工具来进行多项式拟合，常用的函数包括polyfit、polyval和polyfitn等。
1. polyfit函数polyfit函数用于多项式拟合，其调用格式为:\[ p = polyfit(x, y, n) \]其中，\(x\)为自变量数据，\(y\)为因变量数据，\(n\)为拟合的多项式阶数。
函数返回一个多项式系数向量\(p\)，可以使用polyval函数计算拟合的多项式函数值。
2. polyval函数polyval函数用于计算多项式函数的值，其调用格式为:\[ y_fit = polyval(p, x) \]其中，\(p\)为多项式系数向量，\(x\)为自变量数据，\(y_fit\)为拟合的多项式函数值。
3. polyfitn函数polyfitn函数是MATLAB中的一个拟合工具箱，可以进行更复杂的多项式拟合和数据分析，包括多变量多项式拟合、非线性多项式拟合等。
四、多项式拟合的应用多项式拟合在科学研究和工程实践中有着广泛的应用，例如数据分析、曲线拟合、信号处理等领域。
1. 数据分析多项式拟合可用于分析实验数据，拟合实验结果，从而得出数据之间的关系和规律。
实验五 用Matlab数据拟合
2. 已知观测数据点如表所示 x 1.6 2.7 1.3 4.1 3.6 2.3 y 17.7 49 13.1 189.4 110.8 34.5
0.6
4
4.9
409.1
3
65
2.4
36.9
求a, b, c的值, 使得曲线 f(x)=aex+bsin x+c lnx 与已知数据 点在最小二乘意义上充分接近.
例4 已知观测数据点如表所示
x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 y 3.1 3.27 3.81 4.5 5.18 6 7.05 8.56 9.69 11.25 13.17 求三个参数 a, b, c的值, 使得曲线 f(x)=aex+bx2+cx3 与 已知数据点在最小二乘意义上充分接近.
1.55
500 106
2.47
2. 93
3. 03
2.89
1000 106 1500 106 2000 106 2375 106
3 1.953 103 1.517 103 1.219 10
/ / N / m 2 3.103 103 2.465 103
解: 描出散点图, 在命令窗口输入: t=[0:1:16] y=[30.0 29.1 28.4 28.1 28.0 27.7 27.5 27.2 27.0 26.8 26.5 26.3 26.1 25.7 25.3 24.8 24.0] plot(t,y,'*')
a=polyfit(t,y,1) a= -0.3012 29.3804 hold on
beta
= 3.0022 4.0304 0.9404
数学实验MATLAB第五章
学习方法与建议
学习方法
通过理论学习和实践操作相结合的方式，深入理解MATLAB高级编程技术的原 理和应用。
建议
在学习本章之前，读者应该已经具备一定的MATLAB基础知识和编程经验。同 时，建议读者在学习过程中多进行实践操作，通过编写代码来加深对知识点的 理解和掌握。
02 MATLAB基础知识回顾
数学实验matlab第五章
目 录
• 第五章概述 • MATLAB基础知识回顾 • 数组与矩阵操作 • 数值计算与数据分析 • 程序设计与优化 • 综合应用与案例分析
01 第五章概述
章节内容与目标
内容
介绍MATLAB中的高级编程技术 ，包括脚本和函数编程、数据结 构和算法、面向对象编程等。
目标
通过学习本章，读者应该能够熟 练掌握MATLAB的高级编程技术 ，并能够灵活运用这些技术解决 复杂的数学问题。
运算符与函数
运算符
详细讲解MATLAB中的运算符， 包括算术运算符、关系运算符、 逻辑运算符等。同时介绍运算符
的优先级和结合性。
函数
阐述函数的概念，以及如何在 MATLAB中定义和使用函数。同时 介绍函数的输入和输出参数，以及 函数的返回值。
常用函数
介绍MATLAB中常用的函数，包括 数学函数、字符串处理函数、文件 操作函数等。同时给出函数的语法 和使用示例。
矩阵的乘法
按照矩阵乘法的规则进行运算 ，结果矩阵的维数可能发生变
化。
矩阵的转置
将矩阵的行和列互换，得到转 置矩阵。
矩阵的逆
对于方阵，若其逆矩阵存在， 则可以通过特定的运算求得逆
矩阵。
数组与矩阵的应用举例
线性方程组求解
数据分析与处理
matlab中拟合曲线的算法
一、引言在科学和工程领域中，拟合曲线是一种重要的数学工具，它用于寻找一条曲线，使得该曲线最好地描述已知的数据点或者模拟实验结果。
MATLAB作为一种强大的数学计算软件，拥有丰富的拟合曲线的算法和工具。
本文将介绍MATLAB中拟合曲线的算法，包括常见的线性拟合、多项式拟合、非线性拟合等。
二、线性拟合1. 线性拟合是指采用线性方程来拟合已知数据点的方法。
在MATLAB 中，可以使用polyfit函数来实现线性拟合。
该函数的基本语法如下： p = polyfit(x, y, n)，其中x和y分别代表已知数据点的横坐标和纵坐标，n代表拟合多项式的阶数。
函数返回一个长度为n+1的向量p，其中p(1)、p(2)分别代表拟合多项式的系数。
2. 通过polyfit函数可以实现对数据点的线性拟合，得到拟合曲线的系数，并且可以使用polyval函数来计算拟合曲线在指定点的取值。
该函数的基本语法如下：yfit = polyval(p, x)，其中p代表拟合曲线的系数向量，x代表待求取值的点，yfit代表拟合曲线在该点的取值。
三、多项式拟合1. 多项式拟合是指采用多项式方程来拟合已知数据点的方法。
在MATLAB中，可以使用polyfit函数来实现多项式拟合，和线性拟合类似。
不同之处在于，可以通过调整多项式的阶数来适应不同的数据特性。
2. 除了使用polyfit函数进行多项式拟合外，MATLAB还提供了Polytool工具箱，它是一个方便的图形用户界面，可以用于拟合已知数据点并可视化拟合曲线。
使用Polytool工具箱，用户可以直观地调整多项式的阶数和观察拟合效果，非常适合初学者和快速验证拟合效果。
四、非线性拟合1. 非线性拟合是指采用非线性方程来拟合已知数据点的方法。
MATLAB中提供了curvefitting工具箱，其中包含了众多非线性拟合的工具和算法，例如最小二乘法、最大似然法、拟合优度计算等。
通过该工具箱，用户可以方便地进行各种复杂数据的非线性拟合。
用matlab拟合曲线步骤
用matlab拟合曲线步骤Matlab是一种功能强大的数学软件，可以用于数据分析、曲线拟合等各种科学计算任务。
在本文中，我们将介绍使用Matlab拟合曲线的步骤。
第一步是准备数据。
要拟合曲线，我们需要有一组数据作为基础。
这些数据可以是实验测量结果、观测数据或者其他来源。
确保数据准确无误，并将其保存在一个文件中，以便在Matlab中进行处理。
第二步是导入数据。
在Matlab中，可以使用`load`命令或者`importdata`函数来导入数据文件。
根据数据文件的格式，选择合适的导入方法。
导入后，数据将被存储在一个矩阵或者向量中，可以在Matlab中进行进一步的处理。
第三步是选择合适的拟合模型。
根据数据的特点和拟合的目的，选择一个合适的数学模型来拟合曲线。
常见的拟合模型包括线性模型、多项式模型、指数模型、对数模型等。
根据实际情况，可以选择Matlab中提供的拟合函数，如`polyfit`、`fit`等，或者自定义拟合函数。
第四步是进行曲线拟合。
在Matlab中，可以使用`fit`函数来进行曲线拟合。
该函数需要指定拟合模型、拟合数据以及拟合参数的初始值。
根据拟合模型的不同，可能需要调整一些参数，如拟合的阶数、拟合的范围等。
拟合完成后，可以得到拟合曲线的参数值。
第五步是绘制拟合曲线。
在Matlab中，可以使用`plot`函数来绘制拟合曲线。
将拟合曲线的参数值代入拟合模型，计算得到拟合曲线上的点，并将其连接起来，即可得到拟合曲线。
可以使用不同的颜色或线型来区分原始数据和拟合曲线，以便进行比较和分析。
第六步是评估拟合效果。
拟合曲线的好坏可以通过计算拟合误差来评估。
常见的拟合误差指标包括均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）等。
可以使用Matlab中的函数来计算这些误差指标，并根据实际情况进行分析和判断。
最后一步是优化拟合结果。
如果拟合效果不理想，可以尝试调整拟合模型的参数或者选择其他的拟合模型。
可以使用Matlab中的优化算法来寻找最优的拟合参数，以获得更好的拟合效果。
matlab多参数曲线拟合
一、概述在科学研究和工程领域中，我们经常需要对实验数据进行拟合，以求得数据背后的规律和关系。
而多参数曲线拟合正是其中一种常见的数据分析方法，它可以帮助我们找到最符合实验数据的数学模型，从而更好地理解数据背后的规律，并预测未来的趋势。
二、多参数曲线拟合的原理多参数曲线拟合是通过找到一个数学模型，使其与给定的实验数据最为拟合。
在Matlab中，我们通常使用最小二乘法来进行多参数曲线拟合。
最小二乘法的原理是通过最小化实际数据与拟合曲线之间的残差平方和来确定模型参数的最佳值。
具体来说，我们需要定义一个拟合函数，然后将实验数据代入该函数，通过调整函数的参数值使得残差平方和最小化，从而得到最佳的拟合结果。
三、Matlab中的多参数曲线拟合在Matlab中，多参数曲线拟合通常使用curve fitting工具箱中的fit 函数来实现。
使用fit函数可以方便地对给定的数据进行曲线拟合，用户可以选择拟合的模型类型、拟合算法等参数，并通过图形界面直观地观察拟合效果。
Matlab还提供了丰富的参数曲线拟合函数，例如polyfit、nlinfit等，用户可以根据实际需求选用适合的函数来进行曲线拟合。
四、多参数曲线拟合的实际应用多参数曲线拟合在实际应用中有着广泛的用途。
在生物医学领域，研究人员经常需要对生物数据进行拟合，以研究生物学规律和开发临床应用。
又如在金融领域，分析师需要对市场数据进行拟合，以预测股票价格和市场趋势。
多参数曲线拟合还被广泛应用于工程设计、环境监测、天文学等领域，为科研和实践提供了重要的技术支持。
五、多参数曲线拟合的挑战和解决方案尽管多参数曲线拟合在实际应用中有着丰富的用途，但在实际操作中也会面临一些挑战。
数据质量不佳、模型选择不当、初始参数值选择不当等问题都会对拟合效果造成影响。
针对这些问题，我们可以采取一些解决方案，例如对数据进行预处理、选择合适的模型类型、调整初始参数值等，从而提高拟合效果和结果的可靠性。
实验五 matlab基础知识(简单)
本次实验注意：《实验五MALTAB基础知识（简单）》《实验五基于Matlab的信号频谱分析（复杂）》选作一个即可实验五MALTAB基础知识（一）实验目的 (2)（二）实验设备 (2)（三）实验要求 (2)（四）实验内容 (2)1.1 MATLAB基础知识 (2)1.1.1 MATLAB程序设计语言简介 (2)1.1.2 MA TLAB界面及帮助 (2)1.2 MA TLAB基本运算 (4)1.2.1 MA TLAB内部特殊变量和常数 (4)1.2.2 变量类型 (4)1.2.3 内存变量管理 (5)1.2.4 MA TLAB常用数学函数 (5)1.2.5 MA TLAB矩阵生成 (5)1.2.6 MA TLAB矩阵运算 (8)1.2.7 MA TLAB中的矩阵分析 (10)1.3 MA TLAB程序设计 (10)1.3.1 M文件 (10)1.3.2 程序控制结构 (12)实验五MALTAB基础知识（一）实验目的●了解MA TLAB 程序设计语言的基本特点，熟悉MA TLAB软件运行环境●掌握创建、保存、打开m文件及函数的方法●掌握变量等有关概念，具备初步的将一般数学问题转化为对应的计算机模型并进行处理的能力（二）实验设备计算机，Matlab软件（三）实验要求本实验属于验证实验，请根据（四）实验内容的步骤，运行相应的指令或例子，并将仿真结果截图至文档（请自己新建一个word文档，注意，并不一定所有指令或例子的实验结果都要截图，截图数目大于等于5个即可，自己选择性截图，答案不唯一，自由发挥）请在页眉处填写班级、学号、姓名，并将实验报告命名为“实验五_学号_姓名”，并通过FTP上传至指定文件夹。
（四）实验内容1.1 MATLAB基础知识1.1.1 MATLAB程序设计语言简介MA TLAB，Matrix Laboratory的缩写，是由MathWorks公司开发的一套用于科学工程计算的可视化高性能语言，具有强大的矩阵运算能力。
matlab曲线拟合参数上下限
一、概述在Matlab中，曲线拟合是一种常见的数据分析方法，通过对实验数据进行曲线拟合，可以对数据的趋势和规律进行较为准确的描述。
在进行曲线拟合时，通常需要确定拟合参数的上下限，以确保拟合结果的准确性和可靠性。
本文将就Matlab中曲线拟合参数上下限的确定进行详细介绍。
二、Matlab中曲线拟合1. 参数拟合方法Matlab提供了多种曲线拟合方法，包括最小二乘法拟合、非线性最小二乘法拟合等。
用户可以根据实际情况选择合适的方法进行曲线拟合。
2. 曲线拟合函数Matlab中常用的曲线拟合函数包括polyfit、fit、lsqcurvefit等。
这些函数可以根据给定的数据进行曲线拟合，并返回拟合参数的值。
三、确定参数上下限的重要性确定参数的上下限对于曲线拟合的准确性和可靠性具有重要意义。
在实际应用中，如果未设定参数的上下限，往往会导致拟合结果过于灵活，容易受到噪声等因素的影响，从而影响拟合结果的准确性。
四、确定参数上下限的方法在Matlab中确定曲线拟合参数的上下限，可以采用以下方法：1. 通过实验数据确定用户可以通过对实验数据进行分析，确定拟合参数的合理取值范围，从而设定参数的上下限。
2. 通过领域知识确定对于某些特定的曲线拟合问题，用户可以根据领域知识确定拟合参数的合理范围，以确定参数的上下限。
3. 通过试验法确定用户可以通过多次试验，对不同参数取值范围进行试验，从而确定参数的上下限，以获得合适的拟合结果。
五、参数上下限的设定原则在确定参数的上下限时，需要遵循以下原则：1. 合理性原则参数的上下限应该符合实际情况，不能超出合理的范围。
2. 稳定性原则确定参数的上下限应该使得拟合结果稳定，不受噪声等因素的影响。
3. 可靠性原则确定参数的上下限应该使得拟合结果具有较高的可靠性。
六、参数上下限的应用实例通过一个实际的曲线拟合案例，我们来看一下如何在Matlab中确定参数的上下限。
七、结论确定曲线拟合参数的上下限对于拟合结果的准确性和可靠性具有重要意义。
Matlab中的多项式拟合方法及应用
Matlab中的多项式拟合方法及应用MATLAB是一种强大的数学软件工具，被广泛用于科学研究和工程应用中。
在MATLAB中，多项式拟合是一种常见的数据拟合方法，可用于处理实验数据、信号处理和图像处理等领域。
本文将介绍MATLAB中的多项式拟合方法，并探讨其在各个应用领域中的具体应用。
一、多项式拟合方法的基本原理多项式拟合是将一组实验数据拟合成一个多项式函数的过程。
多项式函数由若干个幂函数组成，形如：\[ f(x) = a_0 + a_1x + a_2x^2 + \ldots + a_nx^n \]其中，\(x \)是自变量，\(a_0, a_1, \ldots, a_n \)是待确定的系数。
多项式拟合的目标是找到最佳的系数，使得多项式函数在给定数据点上尽可能地接近实际观测值。
多项式拟合方法的关键是确定多项式的阶数，即确定多项式中幂函数的最高次数。
如果阶数过高，多项式函数可能会过度拟合实验数据，导致对噪声的过度敏感。
相反，如果阶数过低，可能会导致无法充分拟合实际曲线。
因此，选择适当的多项式阶数至关重要。
二、MATLAB中的多项式拟合函数在MATLAB中，polyfit()函数是常用的多项式拟合函数。
它的基本用法如下：\[ p = polyfit(x, y, n) \]其中，\(x \)是自变量的数据点向量，\(y \)是对应的观测值向量，\(n \)是多项式的阶数。
polyfit()函数返回多项式系数向量\(p \)，其中\(p(1) \)对应于\(a_n \)，\(p(2) \)对应于\(a_{n-1} \)，依此类推。
通过polyfit()函数得到多项式系数后，可使用polyval()函数计算拟合曲线在任意点的值。
polyval()函数的用法如下：\[ y_f = polyval(p, x_f) \]其中，\(p \)是多项式系数向量，\(x_f \)是需要计算拟合曲线值的自变量点，\(y_f \)是拟合曲线在\(x_f \)处的值。
控制系统计算机仿真(matlab)实验五实验报告
实验五 控制系统计算机辅助设计一、实验目的学习借助MATLAB 软件进行控制系统计算机辅助设计的基本方法，具体包括超前校正器的设计，滞后校正器的设计、滞后－超前校正器的设计方法。
二、实验学时：4 学时 三、实验原理1、PID 控制器的设计PID 控制器的数学模型如公式（5-1）、（5-2）所示，它的三个特征参数是比例系数、积分时间常数（或积分系数）、微分时间常数（或微分系数），因此PID 控制器的设计就是确定PID 控制器的三个参数：比例系数、积分时间常数、微分时间常数。
Ziegler （齐格勒）和Nichols （尼克尔斯）于1942提出了PID 参数的经验整定公式。
其适用对象为带纯延迟的一节惯性环节，即：s e Ts Ks G τ-+=1)( 5-1式中，K 为比例系数、T 为惯性时间常数、τ为纯延迟时间常数。
在实际的工业过程中，大多数被控对象数学模型可近似为式（5-1）所示的带纯延迟的一阶惯性环节。
在获得被控对象的近似数学模型后，可通过时域或频域数据，根据表5-1所示的Ziegler-Nichols 经验整定公式计算PID 参数。
表控制器的参数。
假定某被控对象的单位阶跃响应如图5-4所示。
如果单位阶跃响应曲线看起来近似一条S 形曲线，则可用Ziegler-Nichols 经验整定公式，否则，该公式不适用。
由S 形曲线可获取被控对象数学模型（如公式5-1所示）的比例系数K 、时间常数T 、纯延迟时间τ。
通过表5-1所示的Ziegler-Nichols 经验整定公式进行整定。
如果被控对象不含有纯延迟环节，就不能够通过Ziegler-Nichols 时域整定公式进行PID 参数的整定，此时可求取被控对象的频域响应数据，通过表5-1 所示的Ziegler-Nichols 频域整定公式设计PID 参数。
如果被控对象含有纯延迟环节，可通过pade 命令将纯延迟环节近似为一个四阶传递函数模型，然后求取被控对象的频域响应数据，应用表5-1求取PID 控制器的参数。
Matlab数学建模实验报告
数学实验报告实验序号：实验一日期：实验序号：实验二日期：实验序号： 实验三 日期：班级 姓名 学号实验 名称架设电缆的总费用问题背景描述：一条河宽1km ，两岸各有一个城镇A 与B ，A 与B 的直线距离为4km ，今需铺设一条电缆连接A 于B ，已知地下电缆的铺设费用是2万元/km ，水下电缆的修建费用是4万元/km 。
实验目的：通过建立适当的模型，算出如何铺设电缆可以使总花费最少。
数学模型：如图中所示，A-C-D-B 为铺设的电缆路线，我们就讨论a=30度，AE （A 到河岸的距离）=0.5km ，则图中：DG=4-AC cos b -1/tan c ； BG=0.5km AC=AE/sin bCD=EF/sin c=1/sin c BD=BG D 22G则有总的花费为：W=2*（AC+BD ）+4*CD ；我们所要做的就是求最优解。
实验所用软件及版本：Matlab 7.10.0实验序号： 实验四 日期：班级 姓名 学号实验 名称慢跑者与狗问题背景描述：一个慢跑者在平面上沿曲线25y x 22=+以恒定的速度v 从（5,0）起逆时钟方向跑步，一直狗从原点一恒定的速度w ，跑向慢跑者，在运动的过程中狗的运动方向始终指向慢跑者。
实验目的：用matlab 编程讨论不同的v 和w 是的追逐过程。
数学模型：人的坐标为（manx,many ）,狗的坐标为（dogx,dogy ）,则时间t 时刻的人的坐标可以表示为manx=R*cos(v*t/R); many=R*sin(v*t/R);sin θ=| (many-dogy)/sqrt((manx-dogx)^2+(many-dogy)^2)|;cos θ=| (manx-dogx)/sqrt((manx-dogx)^2+(many-dogy)^2)|;则可知在t+dt 时刻狗的坐标可以表示为：dogx=dogx(+/-)w* cos θ*dt; dogy=dogy(+/-)w* sin θ*dt; (如果manx-dogx>0则为正号，反之则为负号)实验所用软件及版本：Matlab 7.10.0实验序号：实验五日期：班级姓名学号两圆的相对滚动实验名称问题背景描述：有一个小圆在大圆内沿着大圆的圆周无滑动的滚动。
如何在Matlab中进行模型拟合
如何在Matlab中进行模型拟合在科学研究和工程应用中，模型拟合是一项非常重要的任务。
通过将已知数据与数学模型相匹配，我们可以获得有关系统行为和性质的关键信息。
Matlab作为一个功能强大的数值计算和数据分析软件，为我们提供了很多工具和函数来进行模型拟合。
本文将介绍如何在Matlab中进行模型拟合，并探讨一些常用的方法和技巧。
一、理论基础在进行模型拟合之前，我们需要先了解一些基本的数学模型和统计学原理。
常见的模型包括线性模型、非线性模型、多项式模型等。
对于线性模型，我们可以使用最小二乘法来拟合数据。
最小二乘法的核心思想是寻找一条直线，使该直线到各个数据点的距离之和最小。
而对于非线性模型，我们可以使用非线性最小二乘法来进行拟合。
二、使用内置函数进行拟合Matlab提供了一系列内置函数来进行模型拟合。
其中最常用的函数是polyfit和lsqcurvefit。
polyfit函数用于拟合多项式模型，而lsqcurvefit函数用于拟合一般的非线性模型。
这些函数都需要输入数据和初始参数，并返回最优拟合结果。
以polyfit函数为例，我们可以使用以下代码进行多项式拟合：```matlabx = [1, 2, 3, 4, 5];y = [2, 6, 7, 11, 15];p = polyfit(x, y, 2); % 拟合2次多项式```在以上代码中，x和y分别是已知的数据点的横纵坐标。
polyfit函数的第三个参数表示拟合多项式的阶数，这里选择2次多项式。
三、自定义拟合函数除了使用内置函数，我们还可以自定义拟合函数来实现更复杂的模型。
在Matlab中，可以通过编写自定义函数，并利用最小二乘法或其他算法进行拟合。
例如，假设我们需要拟合的函数形式是y = a * exp(b * x)。
我们可以定义一个函数fitFunc来表示这个模型：```matlabfunction y = fitFunc(x, a, b)y = a * exp(b * x);end```在以上代码中，x是自变量，a和b是需要拟合的参数。
matlab散点拟合曲线获得表达式
一、介绍MATLAB是一种强大的科学计算软件，广泛应用于数据分析、信号处理、图像处理等领域。
在科学研究和工程实践中，经常需要对实验数据进行拟合分析，以获得数据之间的规律性和变化趋势。
其中，散点拟合是一种常用的数据分析方法，通过对散点数据进行拟合，可以得到一个表达式来描述数据之间的关系。
本文将结合具体实例，介绍如何使用MATLAB进行散点拟合，并获得拟合曲线的表达式。
二、MATLAB的散点拟合功能1. MATLAB提供了丰富的数据分析和拟合函数，其中包括了针对散点拟合的相关函数。
2. MATLAB中常用的散点拟合函数包括polyfit、polyval、fitlm等，这些函数可以根据散点数据自动拟合曲线，并输出拟合曲线的表达式和拟合优度等相关信息。
3. 通过调用这些函数，用户可以快速、准确地实现对散点数据的拟合分析，并获得拟合曲线的表达式，为后续数据分析和模型建立提供了重要参考。
三、散点拟合曲线获得表达式的步骤1. 数据采集与准备在进行散点拟合之前，首先需要进行数据采集和准备工作。
将实验或观测得到的散点数据整理成合适的格式，以便于MATLAB进行读取和分析。
2. 数据导入与可视化利用MATLAB的数据导入功能，将采集到的散点数据导入到MATLAB工作环境中，并利用绘图函数对散点数据进行可视化展示，以直观了解数据分布情况。
3. 调用拟合函数进行拟合分析使用polyfit、fitlm等拟合函数，根据散点数据进行拟合分析。
用户可以根据实际情况选择合适的拟合函数和拟合阶数，进而得到对应的拟合曲线。
4. 获得拟合曲线的表达式通过拟合函数的输出结果，可以获得拟合曲线的表达式，通常为一个多项式表达式。
这个表达式可以描述散点数据之间的关系，为进一步分析和建模提供了依据。
四、实例演示为了更好地说明散点拟合曲线获得表达式的过程，我们以一个具体的实例进行演示。
假设我们有一组温度和压强的散点数据，现在需要对这些数据进行拟合分析，并获得拟合曲线的表达式。
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令
z ln
,
a0
k2,
a1
ln k1
即
z a0 a1
在命令窗口输入:
x=[500*1.0e-6 1000*1.0e-6 1500*1.0e-6 2000*1.0e-6 2375*1.0e-6] y=[3.103*1.0e+3 2.465*1.0e+3 1.953*1.0e+3 1.517*1.0e+3 1.219*1.0e+3] z=log(y) a=polyfit(x,z,1) k1=exp(8.3009) w=[1.55 2.47 2.93 3.03 2.89] plot(x,w,'*')
x=0:0.1:1 y=[-0.447,1.978,3.28,6.16,7.08,7.34,7.66,9.56,9.48,9.3,11.2] plot(x,y,'k.','markersize',25) axis([0 1.3 -2 16]) p3=polyfit(x,y,3) p6=polyfit(x,y,6)
t=0:0.1:1.2 s=polyval(p3,t) s1=polyval(p6,t) hold on plot(t,s,'r-','linewidth',2) plot(t,s,'b--','linewidth',2) grid
解: 描出散点图, 在命令窗口输入:
t=[0:1:16] y=[30.0 29.1 28.4 28.1 28.0 27.7 27.5 27.2 27.0 26.8 26.5 26.3 26.1 25.7 25.3 24.8 24.0] plot(t,y,'*')
求得 a0 k2 -494.5209, a1 ln k1 8.3009,
于是
k1 4.0275 103 , k2 494.5209
拟合曲线为: 4.0275103 e -494.5209
在实际应用中常见的拟合曲线有:
直线 y a0 x a1
多项式 y a0 xn a1 xn1 L an 一般 n=2, 3, 不宜过高.
例4 已知观测数据点如表所示
x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 y 3.1 3.27 3.81 4.5 5.18 6 7.05 8.56 9.69 11.25 13.17
求三个参数 a, b, c的值, 使得曲线 f(x)=aex+bx2+cx3 与 已知数据点在最小二乘意义上充分接近.
双曲线(一支)
y
a0 x
a1
指数曲线
y aebx
2. 非线性曲线拟合: nlinfit.
x=lsqcurvefit(fun, x0, xdata, ydata) [x, resnorm]=lsqcurvefit(fun, x0, xdata, ydata)
功能: 根据给定的数据 xdata, ydata (对应点的横, 纵坐标), 按函数文件 fun 给定的函数, 以x0 为初值作最小二乘拟合, 返回函数 fun中的 系数向量x和残差的平方和resnorm.
切削时间 t/h 9 10 11 12 13 14 15 16 刀具厚度 y/cm 26.8 26.5 26.3 26.1 25.7 25.3 24.8 24.0
拟合曲线为: y=-0.3012t+29.3804
例3 一个15.4cm×30.48cm的混凝土柱在加压实验中的 应力-应变关系测试点的数据如表所示
hold on
y1=-0.3012*t+29.3804 plot(t, y1), hold off
例2 用切削机床进行金属品加工时, 为了适当地调整 机床, 需要测定刀具的磨损速度. 在一定的时间测量刀 具的厚度, 得数据如表所示:
切削时间 t/h 0 1 2 3 4 5 6 7 8 刀具厚度 y/cm 30.0 29.1 28.4 28.1 28.0 27.7 27.5 27.2 27.0
用Matlab进行数据拟合
1. 多项式曲线拟合: polyfit.
p=polyfit(x,y,m) 其中, x, y为已知数据点向量, 分别表示横,纵坐 标, m为拟合多项式的次数, 结果返回m次拟合 多项式系数, 从高次到低次存放在向量p中.
y0=polyval(p,x0) 可求得多项式在x0处的值y0.
编写下面的程序调用拟合函数.
x=0:0.1:1; y=[3.1,3.27,3.81,4.5,5.18,6,7.05,8.56,9.69,11.25,13.17]; x0=[0,0,0]; [beta,r,J]=nlinfit(x',y','nihehanshu',x0);
编写下面的程序调用拟合函数.
x=0:0.1:1; y=[3.1,3.27,3.81,4.5,5.18,6,7.05,8.56,9.69,11.25,13.17]; x0=[0,0,0]; [beta,r,J]=nlinfit(x',y','nihehanshu',x0);
程序运行后显示
beta = 3.0022 4.0304 0.9404
解: 描出散点图, 在命令窗口输入:
t=[0:1:16] y=[30.0 29.1 28.4 28.1 28.0 27.7 27.5 27.2 27.0 26.8 26.5 26.3 26.1 25.7 25.3 24.8 24.0] plot(t,y,'*')
a=polyfit(t,y,1)
a= -0.3012 29.3804
f(x)= 3ex+ 4.03x2合函数为: f(x)= 3ex+ 4.03x2 + 0.94 x3.
/ N / m2 1.55
2.47
2. 93
3. 03
2.89
500106 1000106 1500106 2000106 2375106
/ / N / m2 3.103103 2.465103 1.953103 1.517103 1.219103
已知应力-应变关系可以用一条指数曲线来描述, 即假设
y1=exp(8.3009)*x.*exp( -494.5209*x)
plot(x,w,'*',x,y1,'r-')
已知应力-应变关系可以用一条指数曲线来描述, 即假设
k1 e k2
式中, 表示应力, 单位是 N/m2; 表示应变.
令
z ln
,
a0
k2,
a1
ln k1,
则
z a0 a1
例4 已知观测数据点如表所示
x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 y 3.1 3.27 3.81 4.5 5.18 6 7.05 8.56 9.69 11.25 13.17
求三个参数 a, b, c的值, 使得曲线 f(x)=aex+bx2+cx3 与 已知数据点在最小二乘意义上充分接近. 说明: 最小二乘意义上的最佳拟合函数为
k1 e k2
式中, 表示应力, 单位是 N/m2; 表示应变.
已知应力-应变关系可以用一条指数曲线来描述, 即假设
k1 e k2
式中, 表示应力, 单位是 N/m2; 表示应变.
解 选取指数函数作拟合时, 在拟合前需作变量代换,
化为 k1, k2 的线性函数.
于是,
ln
ln k1 k2