matlab曲线曲面拟合讲解及实例
[matlab曲线拟合]MATLAB的曲线拟合
[matlab 曲线拟合]MATLAB的曲线拟合篇一: MA TLAB的曲线拟合MA TLAB软件提供了基本的曲线拟合函数的命令。
曲线拟合就是计算出两组数据之间的一种函数关系,由此可描绘其变化曲线及估计非采集数据对应的变量信息。
1.线性拟合函数:regress调用格式:b =regress[b,bint,r,rint,stats]= regress[b,bint,r,rint,stats] =regressx=[ones …];y=x*[10;1]+normrnd;[b,bint]=regress结果得回归方程为:y=9.9213+1.0143xx=1:20;y=x+3*sin;p=polyfitxi=linspace;z=polyval;% 多项式求值函数plotlegendfunction yy=modela=beta0;b=beta0;yy=a+*exp);拟合程序:x=[8.00 8.00 10.00 10.00 10.00 10.00 12.00 12.00 12.00 14.00 14.0014.00...16.00 16.00 16.00 18.00 18.00 20.00 20.00 20.00 20.00 22.00 22.0024.00...24.00 24.00 26.00 26.00 26.00 28.00 28.00 30.00 30.00 30.00 32.0032.00...34.00 36.00 36.00 38.00 38.00 40.00 42.00]‟;y=[0.49 0.49 0.48 0.47 0.48 0.47 0.46 0.46 0.45 0.43 0.45 0.43 0.430.44 0.43...0.43 0.46 0.42 0.42 0.43 0.41 0.41 0.40 0.42 0.40 0.40 0.41 0.400.41 0.41...0.40 0.40 0.40 0.38 0.41 0.40 0.40 0.41 0.38 0.40 0.40 0.390.39]‟;beta0=[0.30 0.02];betafit = nlinfit结果:betafit =0.3896 0.1011即:a=0.3896 ,b=0.1011 拟合函数为:x1 =[1150,1000,900,850,700,625,550,475,3350,3500,5900,5800,5700,4600,4625,4725,11650,11200,11200 ]‟;x2 =[175,100,25,0,75,100,150,200,50,600,500,225,100,1225,1600,2000,1200,1000,1550 ]‟;x = [x1,x2];y=[1.44E-02,1.80E-02,6.08E-02,5.59E-02,3.42E-02,7.74E-03,1.17E-03,6.16E-03,1.91E-04,1.,resplot3)% 值的选取没有定法,与实际问题的模型有关。
matlab 曲线拟合曲率
title'Curvature Plot'
abel'X'
ylabel'Curvature'
在这个例子中,我们首先使用polyfit函数进行多项式拟合,然后计算拟合曲线的导数以获得曲率。最后,我们绘制原始数据和拟合曲线,并绘制曲率图。
请注意,拟合曲线的次数和数据的复杂性之间存在权衡。选择一个合适的拟合次数对于曲率的准确性是重要的。在实际应用中,你可能需要根据你的数据特点进行调整。
d2y_dx2gradientdy_dxx
figure
plotxy'o'xy_fit'-'
title'Curve Fitting and Curvature Calculation'
xlabel'X'
ylabel'Y'
legend'Original Data''Fitted Curve'
figure
在MATLAB中,要计算曲线的拟合曲率,你可以使用fit函数来拟合数据,并使用导数来计算曲率。以下是一个基本的例子:
xlinspace02pi100
ysinx0.1randnsizex
polyfit
degree2
ppolyfitxydegree
y_fitpolyvalpx
dy_dxgradienty_fitx
Matlab中的曲线拟合方法
Matlab中的曲线拟合方法引言在科学与工程领域,数据拟合是一个重要的技术,可用于分析实验数据、预测未知的对应关系,并量化观察到的现象。
其中,曲线拟合是一种常见的数据拟合方法,而Matlab作为一种功能强大的科学计算软件,提供了多种曲线拟合工具和函数,方便用户进行数据分析和模型建立。
本文将对Matlab中的曲线拟合方法进行详细介绍和讨论。
一、线性拟合线性拟合是最简单且常见的曲线拟合方法,其基本思想是通过一条直线拟合数据点,找到最佳拟合直线的参数。
在Matlab中,可以使用polyfit函数实现线性拟合。
该函数接受两个输入参数,第一个参数为数据点的x坐标,第二个参数为数据点的y坐标。
返回结果为一个一次多项式拟合模型的参数。
例如,我们有一组实验测量数据如下:x = [1, 2, 3, 4, 5];y = [3, 5, 7, 9, 11];通过polyfit函数进行线性拟合:coeff = polyfit(x, y, 1);其中,1表示要拟合的多项式的次数,这里我们选择了一次多项式(直线)。
coeff即为拟合得到的直线的参数,可以通过polyval函数将参数代入直线方程,得到对应x的y值。
y_fit = polyval(coeff, x);接下来,我们可以使用plot函数将原始数据点和拟合曲线都绘制在同一张图上:figure;plot(x, y, 'o', 'MarkerSize', 10); % 绘制原始数据点hold on;plot(x, y_fit); % 绘制拟合曲线xlabel('x');ylabel('y');legend('原始数据点', '拟合曲线');通过观察图像,我们可以初步判断拟合的效果如何。
如果数据点较为分散,直线拟合效果可能较差。
在此情况下,可以考虑使用更高次的多项式进行拟合。
二、多项式拟合多项式拟合是一种常见的曲线拟合方法,其基本思想是通过一个一定次数的多项式函数来拟合数据点。
第六章 MATLAB解曲线拟合问题
第六章MATLAB解曲线拟合问题曲线拟合就是计算出两组数据之间的一种函数关系,由此可描绘其变化曲线及估计非采集数据对应的变量信息。
曲线拟合有多种方式,下面是一元函数采用最小二乘法对给定数据进行多项式曲线拟合,最后给出拟合的多项式系数。
§1 线性拟合一、数学模型y=Xβ+εβ是p⨯1的参数向量;ε是服从标准正态分布的随机干扰的n⨯1的向量;y为n⨯1的向量;X为n⨯p矩阵。
二、求解线性拟合函数regress调用格式:b=regress(y,X)[b,bint,r,rint,stats]= regress(y,X)[b,bint,r,rint,stats]= regress(y,X,alpha)说明:b=regress(y,X)返回X处y的最小二乘拟合值。
bint返回β的95%的置信区间。
r 中为形状残差,rint中返回每一个残差的95%置信区间。
Stats向量包含R2统计量、回归的F 值和p值。
三、举例例1:设y的值为给定的x的线性函数加服从标准正态分布的随机干扰值得到。
即y=10x+ε;求线性拟合方程系数。
程序:编写M文件mainG.m如下:x=[ones(10,1) (1:10) '] %ones(m,n)产生一个m行n列的元素全为1的矩阵%(1:10)产生一个10行1列的元素值从1~10的矩阵% [A B] 将矩阵A和B拼接成新矩阵或者写成[A;B]y=x*[10;1]+normrnd(0,0.1,10,1)% R = normrnd(MU,SIGMA,m,n) 依据参数MU、SIGMA生成一个随机数,m和n是R的行数和列数.[b,bint]=regress(y,x,0.05)结果:x = 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 10x=1:20,y=x+3*sin(x)x=1:20;y=x+3*sin(x);p=polyfit(x,y,6)xi=1inspace(1,20,100);z=poyval(p,xi); %多项式求值函数plot(x,y,’o’,xi,z,’k:’,x,y,’b’)legend(‘原始数据’,’6阶曲线’)结果:p =0.0000 -0.0021 0.0505 -0.5971 3.6472 -9.7295 11.3304图 6阶曲线图10阶曲线例4:再用10阶多项式拟合程序:x=1:20;y=x+3*sin(x);p=polyfit(x,y,10)xi=linspace(1,20,100);z=polyval(p,xi);plot(x,y,'o',xi,z,'k:',x,y,'b')legend('原始数据','10阶多项式')结果:p = Columns 1 through 70.0000 -0.0000 0.0004 -0.0114 0.1814 -1.8065 11.2360 Columns 8 through 11-42.0861 88.5907 -92.8155 40.2671说明:可用不同阶的多项式来拟合数据,但也不是阶数越高拟合的越好。
7.4 用Matlab求解曲线拟合问题
2 [ f ( x ) y ] i i i 1 11
最小
12
1)输入以下命令: x=0:0.1:1;
10 8 6 4
y=[-0.447 1.978 3.28 6.16 7.08 7.34 7.66 9.56 9.48 9.30 11.2];
问题归结为,求 a1,a2, …am 使 J(a1,a2, …am) 最小。
线性最小二乘拟合 f(x)=a1r1(x)+ …+amrm(x)中 函数{r1(x), …rm(x)}的选取 1. 通过机理分析建立数学模型来确定 f(x); 2. 将数据 (xi,yi) i=1, …n 作图,通过直观判断确定 f(x): f=a1+a2x + + + + + f=a1+a2x+a3x2 + + + + + f=a1+a2x+a3x2 + + + + +
f=a1+a2/x + + +
f=aebx +
+
-bx f=ae + +
+ +
+ + +
+
+ +
一、用Matlab进行多项式曲线拟合
1. Matlab中提供函数polyfit作多项式f(x)=a1xm+ …+amx+am+1 曲线拟合,具体的调用格式如下: a=polyfit(x,y,m)
拟合多项式次数 已知数据点向量(长度相同) 输出拟合多项式系数 a=[a1, …am , am+1] (数组)
matlab 根据曲线拟合方程
【引言】曲线拟合是数学分析中一种常用的方法,通过数学模型对一系列数据点进行拟合,从而得到一个函数或曲线,使其能够很好地描述这些数据。
在工程、经济、物理、生物等领域中,曲线拟合都有着广泛的应用。
MATLAB作为一种强大的数学工具软件,提供了丰富的曲线拟合函数和工具箱,能够帮助用户实现各种复杂的曲线拟合任务。
本文将介绍MATLAB中的曲线拟合方程,并对其进行深入分析和讲解。
【一、曲线拟合的原理】1.1 数据拟合的概念在实际应用中,我们常常需要根据一系列给定的数据点,找到一个函数或曲线,使其能够很好地拟合这些数据。
这个过程就称为数据拟合。
曲线拟合是一种常用的数据拟合方法,通过拟合出的函数或曲线,我们可以进行数据的预测、趋势的分析等。
1.2 曲线拟合的方法在进行曲线拟合时,常用的方法包括线性拟合、多项式拟合、非线性拟合等。
线性拟合是最基本的拟合方法,它试图找到一条直线对数据进行拟合;多项式拟合则是试图通过一个多项式函数对数据进行拟合;非线性拟合是指通过非线性函数对数据进行拟合,可以拟合各种形状的曲线。
【二、MATLAB中的曲线拟合函数】2.1 polyfit函数MATLAB提供了polyfit函数,可以实现多项式拟合。
其语法为:p = polyfit(x, y, n)其中,x为自变量,y为因变量,n为多项式的次数,p为拟合出的多项式系数。
2.2 fit函数MATLAB的Curve Fitting Toolbox中提供了fit函数,可以实现各种曲线拟合,包括线性拟合、多项式拟合、指数拟合、幂函数拟合等。
其语法为:f = fit(x, y, 'type')其中,x为自变量,y为因变量,'type'为拟合的类型,f为拟合出的函数。
2.3 cftool工具MATLAB的Curve Fitting Toolbox还提供了cftool工具,可以通过可视化界面实现曲线拟合,用户可以方便地进行参数设定、拟合结果的可视化展示等操作。
matlab用散点拟合曲面方程
一、概述Matlab是一款功能强大的数学软件,可以进行各种数学模型的建立和求解。
其中,散点拟合曲面方程是一种常见且有实际应用的数学建模方法。
本文将介绍如何使用Matlab进行散点拟合曲面方程的求解及应用。
二、散点拟合曲面方程的理论基础散点拟合曲面方程是指利用一组离散的数据点,通过拟合算法求解出一个曲面方程,使该方程能够最好地描述这组数据点之间的关系。
常见的拟合算法包括最小二乘法、样条插值、径向基函数插值等。
三、Matlab中散点拟合曲面方程的实现1. 导入数据:首先需要将需要拟合的散点数据导入Matlab工作环境中。
2. 选择拟合算法:根据实际情况选择合适的拟合算法,常用的包括polyfit函数、gridfit函数、fit函数等。
3. 拟合曲面方程:利用选择的拟合算法对数据进行处理,得到拟合曲面方程。
4. 可视化展示:使用plot函数将拟合曲面方程可视化展示出来,以便后续分析和应用。
四、实例分析以某地区气温与海拔的关系为例,我们收集了一组气温和海拔的散点数据,现在我们需要求解出气温和海拔之间的曲面方程。
1. 导入数据我们先将收集到的气温和海拔的数据导入Matlab中。
2. 选择拟合算法在这个例子中,我们选择使用Polyfit函数进行多项式拟合。
3. 拟合曲面方程利用Polyfit函数进行多项式拟合,求解出气温和海拔之间的曲面方程。
4. 可视化展示使用plot3函数将拟合曲面方程进行三维可视化展示。
五、结论通过本文的介绍,我们了解了散点拟合曲面方程的理论基础及在Matlab中的实现方法。
散点拟合曲面方程在实际生活中有着广泛的应用,包括地质勘探、气象预测、工程建模等领域。
掌握散点拟合曲面方程的求解方法,能够帮助我们更好地分析和应用各种数据。
六、进一步阅读1. 《Matlab散点拟合曲面方程实践指南》2. 《拟合算法在工程建模中的应用》3. 《散点拟合曲面方程的数学原理与实际应用》以上就是本文的全部内容,希望对大家有所帮助。
matlab中拟合曲线
在MATLAB 中拟合曲线可以使用fit 函数。
fit 函数可以对给定的数据进行拟合,返回拟合参数以及拟合结果的统计信息。
下面是一个简单的例子,假设我们有一组数据点(x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn),我们想要拟合一条直线方程y = ax + b,可以按照以下步骤进行操作:
1. 将数据点存储为一个向量,例如:
x = [1 2 3 4 5];
y = [2 5 8 11 14];
2. 使用fit 函数进行拟合,例如:
p = fit(x', y', 'poly1');
其中,'poly1' 表示拟合模型为一次函数。
如果要拟合二次函数,可以使用'poly2'。
3. 查看拟合参数和结果:
f = p.a; a 是拟合系数
summary(p) 显示拟合参数和结果
summary(p) 可以显示拟合参数和结果的统计信息,例如标准误差、残差、拟合优度等。
除了一次函数和二次函数,MATLAB 还支持其他类型的拟合模型,例如三次函数、指数函数、对数函数等。
具体可以使用'polyN'、'expon'、'logistic'、'probit'、'nthf'、'spline'、'trend'、'bayes'、'gamfit' 等模型。
[matlab曲面拟合]matlab曲线拟合
[matlab曲面拟合]matlab曲线拟合篇一: matlab曲线拟合- 非常好非常全面的介绍M拟合的参考资料曲线拟合向导Genial @ USTC 2004-4-18Mathworks Tech-Note 1508 曲线拟合向导1.介绍2.Mathworks 产品的曲线拟合特色a.曲线拟合工具箱b.Matlab 内建函数与其他的带有曲线拟合能力的附加产品c.线性曲线拟合d.非线性曲线拟合3.加权曲线拟合方法a.曲线拟合工具箱b.统计工具箱c.优化工具箱4.利用曲线拟合工具箱提高曲线拟合结果5.其他的相关资料第1节:简介MA TLAB即有内建的解决很多通常遇到的曲线拟合问题的能力,又具有附加这方面的产品。
[]本技术手册描述了几种拟合给定数据集的曲线的方法,另外,本手册还解释了加权曲线拟合、针对复数集的曲线拟合以及其他一些相关问题的拟合技巧。
在介绍各种曲线拟合方法中,采用了典型例子的结合介绍。
第2节:MathWorks产品的曲线拟合特色MA TLAB有可以用于曲线拟合的内建函数。
MathWorks公式也提供了很多工具箱可以用于曲线拟合。
这些方法可以用来做线性或者非线性曲线拟合。
MA TLAB也有一个开放的工具箱――曲线拟合工具箱,她可以用于参数拟合,也可以用于非参数拟合。
本节将介绍曲线拟合工具箱与其他工具箱、以及各种MA TLAB可以用于曲线拟合的内建函数的详细特征。
a.曲线拟合工具箱曲线拟合工具箱是专门为数据集合进行曲线拟合而设计的。
这个工具箱集成了用MA TLAB建立的图形用户界面和M文件函数。
曲线拟合向导Genial @ USTC 2004-4-18? 利用工具箱的库方程或者是用户自定义方程可以进行参数拟合。
[)当你想找出回归系数以及他们背后的物理意义的时候就可以采用参数拟合。
? 通过采用平滑样条或者其他各种插值方法,你就可以进行非参数拟合。
当回归系数不具有物理意义并且不在意他们的时候,就采用非参数拟合方法。
matlab拟合曲面步骤
matlab拟合曲面步骤:
在MATLAB中拟合曲面,可以按照以下步骤进行:
1.加载数据:在MATLAB命令行中,使用load命令加载需要拟合的数据。
2.打开曲线拟合工具:键入cftool打开曲线拟合工具箱。
3.选择数据:在曲线拟合工具箱中,选择X Date(X数据)、Y Date(Y数据)和Z Date
(Z数据)进行曲面拟合。
4.选择模型类型:使用“适合类别”下拉列表选择不同的模型类型,例如:Polynomial
(多项式模型)。
5.尝试不同的适合选项:为用户选择的模型尝试不同的适合选项。
6.生成代码:选择File > Generate Code(文件> 生成代码)。
曲面拟合应用程序在
编辑器中创建一个包含MATLAB代码的文件,以便在交互式会话中重新创建所有拟合和绘图。
7.拟合曲面:使用曲面拟合应用程序或fit函数,将三次样条插值拟合到曲面。
fmatlab fit曲面拟合参数
文章主题:使用MATLAB进行曲面拟合参数的分析和优化1. 引言在科学研究和工程领域,经常需要对实验数据进行曲面拟合,以获得参数化的数学模型,从而对数据进行分析和预测。
MATLAB作为一种广泛使用的数学软件,提供了强大的曲面拟合工具,能够帮助研究人员和工程师快速、准确地进行曲面拟合参数的分析和优化。
本文将介绍如何使用MATLAB进行曲面拟合参数的分析和优化,并在实例中展示这一过程。
2. 曲面拟合参数的基本概念曲面拟合是一种通过拟合曲面函数来描述实验数据的方法。
在MATLAB中,可以使用“fit”函数来进行曲面拟合,该函数可以拟合出参数化的曲面模型,以最小化实验数据与曲面模型之间的误差。
曲面拟合参数通常包括曲面类型、拟合精度、最小二乘法等。
3. MATLAB中的曲面拟合工具MATLAB提供了丰富的曲面拟合工具,通过“fit”函数和“cftool”工具箱可以实现各种类型的曲面拟合。
在使用这些工具时,需要注意选择合适的拟合算法和模型类型,以满足实际需求。
4. 实例分析:曲面拟合参数的优化假设现在有一组实验数据,需要进行曲面拟合参数的优化。
使用MATLAB中的“fit”函数进行曲面拟合,得到初步的拟合参数。
通过调整曲面类型、拟合精度和其他参数,不断优化曲面拟合参数,直至满足实际需求。
5. 总结与展望曲面拟合参数的分析和优化是科学研究和工程实践中的重要问题,MATLAB提供了丰富的曲面拟合工具,能够有效地支持这一过程。
通过本文的介绍和实例分析,读者可以更深入地理解如何使用MATLAB 进行曲面拟合参数的分析和优化,并且可以根据实际情况进行灵活应用。
6. 个人观点与理解在进行曲面拟合参数的分析和优化时,我认为需要充分了解实验数据的特点和实际需求,选择合适的拟合算法和模型类型,并通过不断优化来获得准确的曲面拟合参数。
需要结合MATLAB强大的工具支持,以实现快速、准确的曲面拟合分析。
7. 结束语MATLAB提供了丰富的曲面拟合工具,能够帮助研究人员和工程师进行曲面拟合参数的分析和优化。
matlab 曲面多项式拟合
Matlab曲面多项式拟合一、引言Matlab是一种非常强大的科学计算软件,广泛应用于工程、数学、统计学以及其他领域。
在工程和科学研究中,经常会遇到需要拟合数据的情况。
曲面多项式拟合是一种常见的拟合方法,可以用来近似描述数据所呈现的曲面形状。
本文将介绍在Matlab中如何进行曲面多项式拟合。
二、曲面多项式拟合的基本原理曲面多项式拟合是指利用多项式函数来逼近描述一个曲面的数据。
假设我们有一组实验数据,其中的每个数据点都包括两个自变量和一个因变量。
曲面多项式拟合的目标是找到一个多项式函数,使得该函数能够最好地拟合这些数据点,从而近似描述出数据所呈现的曲面形状。
一般来说,曲面多项式拟合的多项式阶数越高,拟合精度就越高,但也更容易受到数据噪声的影响。
三、在Matlab中进行曲面多项式拟合的步骤1. 准备数据在进行曲面多项式拟合之前,首先需要准备数据。
数据一般以矩阵的形式输入,其中每一行代表一个数据点,包括两个自变量和一个因变量。
在Matlab中,可以使用“meshgrid”函数生成自变量的网格数据,并利用这些网格数据计算因变量的数值,从而得到完整的数据集。
2. 进行拟合在准备好数据之后,可以使用Matlab中提供的“fit”函数进行拟合。
该函数可以指定需要拟合的自变量和因变量,以及拟合所采用的多项式阶数。
在拟合完成后,可以得到拟合的多项式函数以及拟合的曲面。
3. 可视化拟合结果拟合完成后,可以利用Matlab中的绘图函数将拟合的曲面可视化。
通过绘制原始数据点和拟合曲面,可以直观地观察拟合的效果,并进行进一步的分析和判断。
四、实例演示下面通过一个简单的实例演示在Matlab中进行曲面多项式拟合的步骤。
假设有如下的实验数据:X = [1, 2, 3, 4, 5];Y = [1, 2, 3, 4, 5];Z = [1, 4, 9, 16, 25];其中X和Y为自变量,Z为因变量。
我们希望利用这些数据进行曲面多项式拟合,并将拟合结果可视化。
matlab曲面拟合并求面积
一、引言在工程和科学领域中,曲面拟合是一项重要的数学和计算技术,它可以帮助研究人员或工程师从实验或观测数据中找到最佳的曲面模型,以便进行进一步的分析和应用。
在众多的曲面拟合方法中,MATLAB 作为一种强大的数学建模和计算软件,具有丰富的曲面拟合工具箱,能够进行曲面拟合并求出面积,本文将介绍如何使用MATLAB进行曲面拟合并求面积的操作方法。
二、MATLAB曲面拟合的基本原理MATLAB中的曲面拟合通常通过拟合曲面上的数据点来实现。
曲面拟合的基本原理是在给定数据点的情况下,找到一个曲面模型来最好地拟合这些数据点。
常用的曲面拟合方法包括最小二乘法、样条插值、高阶多项式拟合等。
在MATLAB中,通过调用曲面拟合工具箱中的相应函数,可以很容易地实现曲面拟合操作。
三、MATLAB曲面拟合并求面积的步骤1. 数据准备在进行曲面拟合之前,首先需要准备好要拟合的数据。
这些数据可以是实验测量得到的点,也可以是由其他方法计算得出的点。
在MATLAB中,可以将这些数据点表示为一组(x, y, z)的坐标,其中x和y表示数据点的空间位置,z表示对应这些位置的数值。
2. 曲面拟合在准备好数据后,可以使用MATLAB中曲面拟合工具箱中的函数来进行曲面拟合。
可以使用“fit”函数来拟合一个曲面模型,比如二次曲面、三次曲面或其他自定义的曲面模型。
拟合的结果可以用于后续的分析和计算。
3. 计算面积在获得曲面拟合模型之后,可以利用该模型来计算曲面的面积。
MATLAB提供了丰富的数学计算函数,可以方便地进行曲面积分和面积计算。
通过调用这些函数,可以得到拟合曲面的面积,该面积反映了原始数据点所描述的曲面的实际面积。
四、MATLAB曲面拟合并求面积的实例下面以一个简单的实例来演示如何使用MATLAB进行曲面拟合并求面积。
假设有一组数据点如下所示:```x = [1, 2, 3, 4, 5];y = [1, 2, 3, 4, 5];z = [1, 4, 9, 16, 25];```我们可以利用这些数据点来进行曲面拟合,假设我们使用二次曲面模型来拟合这些数据点:```MATLABp = polyfitn([x', y'], z, 2); % 二次曲面拟合[X, Y] = meshgrid(1:0.1:5, 1:0.1:5);Zfit = polyvaln(p, [X(:), Y(:)]);Zfit = reshape(Zfit, size(X));```通过上述代码,我们可以得到拟合曲面Zfit。
matlab曲面拟合
Matlab 曲面插值和拟合数值求导Q:v=[ ];t=0:0.05:4;如何求出dv/dt;是要先拟合出曲线在求导函数吗?A:数值计算有误差的.简单可以那么做diff(v)./diff(t)拟合最好了.用cftool工具做做看呢用polyfit拟合也可以插值和拟合都是数据优化的一种方法,当实验数据不够多时经常需要用到这种方法来画图。
在matlab中都有特定的函数来完成这些功能。
这两种方法的确别在于:当测量值是准确的,没有误差时,一般用插值;当测量值与真实值有误差时,一般用数据拟合。
插值:对于一维曲线的插值,一般用到的函数yi=interp1(X,Y,xi,method),其中method包括nearst,linear,spline,cubic。
对于二维曲面的插值,一般用到的函数zi=interp2(X,Y,Z,xi,yi,method),其中method也和上面一样,常用的是cubic。
拟合:对于一维曲线的拟合,一般用到的函数p=polyfit(x,y,n)和yi=polyval(p,xi),这个是最常用的最小二乘法的拟合方法。
对于二维曲面的拟合,有很多方法可以实现,但是我这里自己用的是Spline Toolbox里面的函数功能。
具体使用方法可以看后面的例子。
对于一维曲线的插值和拟合相对比较简单,这里就不多说了,对于二维曲面的插值和拟合还是比较有意思的,而且正好胖子有些数据想让我帮忙处理一下,就这个机会好好把二维曲面的插值和拟合总结归纳一下,下面给出实例和讲解。
原始数据x=[1:1:15];y=[1:1:5];z=[0.2 0.24 0.25 0.26 0.25 0.25 0.25 0.26 0.26 0.29 0.25 0.29;0.27 0.31 0.3 0.3 0.26 0.28 0.29 0.26 0.26 0.26 0.26 0.29;0.41 0.41 0.37 0.37 0.38 0.35 0.34 0.35 0.35 0.34 0.35 0.35;0.41 0.42 0.42 0.41 0.4 0.39 0.39 0.38 0.36 0.36 0.36 0.36;0.3 0.36 0.4 0.43 0.45 0.45 0.51 0.42 0.4 0.37 0.37 0.37];z是一个5乘12的矩阵。
matlab遗传算法求解曲面拟合和多参数优化
matlab遗传算法求解曲面拟合和多参数优化Matlab遗传算法求解曲面拟合和多参数优化引言:曲面拟合和多参数优化是机器学习和数据挖掘领域中重要的问题。
曲面拟合是通过给定的数据点集,找到一个最合适的曲面模型以拟合这些数据。
而多参数优化是寻找多个参数的最佳取值,使得目标函数达到最大或最小。
遗传算法是一种启发式搜索算法,可以用来求解这类问题。
本文将介绍使用Matlab中的遗传算法工具箱来进行曲面拟合和多参数优化,并提供详细的步骤。
第一部分:曲面拟合曲面拟合的目标是通过给定的数据点集找到一个最佳曲面模型,以拟合这些数据。
在Matlab中,可以使用遗传算法工具箱来求解该问题。
下面是一步一步的操作:步骤1:导入数据和设置参数首先,需要导入拟合曲面所需的数据点集。
数据通常以矩阵的形式给出,其中每一行表示一个数据点的坐标。
除此之外,还需要设置遗传算法的一些参数,包括种群大小、迭代次数、交叉概率和变异概率等。
具体的参数设置根据具体问题而定。
步骤2:编写目标函数目标函数是遗传算法的核心,它用来评估每个个体的适应度。
在曲面拟合问题中,可以使用最小二乘法来定义适应度函数。
具体来说,可以计算每个个体拟合曲面与真实数据之间的误差,然后将这些误差累加起来作为适应度值。
步骤3:初始化种群通过随机生成一定数量的个体(即曲面模型的参数),可以初始化种群。
个体的参数可以根据实际问题设定,例如,对于二次方程的拟合,可以设置个体为三个参数:a、b、c。
步骤4:选择操作选择操作是指根据个体的适应度值选择下一代的个体。
在遗传算法中,常用的选择操作有轮盘赌选择、锦标赛选择和最佳选择等。
通过选择操作,可以保留适应度较高的个体,从而增加下一代的优势基因。
步骤5:交叉操作交叉操作是指通过交换个体的染色体片段来产生新的个体。
这个过程模拟了生物进化中的杂交行为。
在曲面拟合中,可以选择某个个体的参数与另一个个体的参数进行交换,得到一个混合的个体。
步骤6:变异操作变异操作是通过对个体的染色体进行随机改变来引入新的基因。
MATLAB曲线拟合(含实例)
MATLAB曲线拟合(含实例)[matlab 曲线拟合(含实例)]matlab曲线拟合- ⾮常好⾮常全⾯的介绍M拟合的参考资料Mathworks Tech-Note 1508 曲线拟合向导1.介绍2. Mathworks 产品的曲线拟合特⾊a.曲线拟合⼯具箱(Curve Fitting Toolbox)b. Matlab 内建函数与其他的带有曲线拟合能⼒的附加产品(⼯具箱)c.线性曲线拟合d.⾮线性曲线拟合3.加权曲线拟合⽅法a.曲线拟合⼯具箱b.统计⼯具箱c.优化⼯具箱4.利⽤曲线拟合⼯具箱提⾼曲线拟合结果5.其他的相关资料第1节:简介MATLAB即有内建的解决很多通常遇到的曲线拟合问题的能⼒,⼜具有附加这⽅⾯的产品。
本技术⼿册描述了⼏种拟合给定数据集的曲线的⽅法,另外,本⼿册还解释了加权曲线拟合、针对复数集的曲线拟合以及其他⼀些相关问题的拟合技巧。
在介绍各种曲线拟合⽅法中,采⽤了典型例⼦的结合介绍。
第2节: MathWorks产品的曲线拟合特⾊MATLAB有可以⽤于曲线拟合的内建函数。
MathWorks公式也提供了很多⼯具箱可以⽤于曲线拟合。
这些⽅法可以⽤来做线性或者⾮线性曲线拟合。
MATLAB 也有⼀个开放的⼯具箱――曲线拟合⼯具箱(Curve Fitting Toolbox),她可以⽤于参数拟合,也可以⽤于⾮参数拟合。
本节将介绍曲线拟合⼯具箱与其他⼯具箱、以及各种MATLAB可以⽤于曲线拟合的内建函数的详细特征。
a.曲线拟合⼯具箱曲线拟合⼯具箱是专门为数据集合进⾏曲线拟合⽽设计的。
这个⼯具箱集成了⽤MATLAB建⽴的图形⽤户界⾯(GUIs)和M ⽂件函数。
曲线拟合向导 Genial @ USTC 2004-4-18利⽤⼯具箱的库⽅程(例如线性,⼆次,⾼阶多项式等)或者是⽤户⾃定义⽅程(局限于⽤户的想象⼒)可以进⾏参数拟合。
当你想找出回归系数以及他们背后的物理意义的时候就可以采⽤参数拟合。
利用MATLAB进行曲线拟合
利⽤MATLAB进⾏曲线拟合软件环境:MATLAB2013a⼀、多项式拟合多项式拟合是利⽤多项式最佳地拟合观测数据,使得在观测数据点处的误差平⽅和最⼩。
在MATLAB中,利⽤函数ployfit和ployval进⾏多项式拟合。
函数ployfit根据观测数据及⽤户指定的多项式阶数得到光滑曲线的多项式表⽰,polyfit的⼀般调⽤格式为:P = polyfit(x,y,n)。
其中x为⾃变量,y为因变量,n为多项式阶数。
polyval的输⼊可以是标量或矩阵,调⽤格式为pv = polyval(p,a)pv = polyval(p,A)其中,p为多项式表⽰,a为标量,A为矩阵。
当输⼊参数为M*N矩阵A时,函数返回值pv也是M*N矩阵,且pv(i,j) = polyval(p,A(i,j))。
1,多项式拟合⽰例:对ln(1+x)在[0,1]的采样数据作多项式拟合(1)对ln(1+x)在[0,1]内采样得到观测数据x、y。
>> x = 0:0.1:1.0;>> y = log(1+x);(2)调⽤函数polyfit对观测数据x、y作三阶多项式拟合。
>> P = polyfit(x,y,3)运⾏结果如下:P对应的多项式为0.1079 - 0.3974x + 0.9825x2 + 0.004x3.(3)分别作拟合曲线和理论曲线>> xi = 0:0.01:1.0;>> yi = polyval(P,xi); %多项式求值>> plot(x,y,'ro'); %观测数据点>> hold on;>> plot(xi,yi,'k'); %作拟合曲线>> plot(xi,log(1+xi),'g'); %理论曲线>> xlabel('x');>> ylabel('y');>> legend('采样数据','拟合曲线','精确曲线');效果如下:⼆、指数函数拟合1,指数函数拟合⽰例:对 1 - √x 在[0,1]的采样数据作指数函数拟合。
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例如:
x1=[1.0500 1.0520 1.0530 1.0900 1.0990 1.1020 1.1240 1.1420...
1.1490 1.0500 1.0520 1.0530 1.0900 1.0990 1.1020 1.1240 1.1420 1.1490];
x2=[3.8500 1.6500 2.7500 5.5000 7.7000 3.3000 4.9500 8.2500 11.5500...
52.5000 62.0000];
data=[x1;x2]; ห้องสมุดไป่ตู้ %类似于将x1 x2整合成一个2维数组。
a0= [-0.0014,0.07];
option=optimset('MaxFunEvals',5000);
format long;
同理用Symbolic Math Toolbox可以直接执行
>> ezmesh('X.^2 - Y.^2', [-2 2], [-2 2])
surf函数
在函数不能表示成z = f(x, y)时,需要用surf函数。比如x2+y2+z2=1.
先需要用柱面坐标或者球坐标来表示。这里用柱面坐标表示为 r2+z2=1
x = sqrt(1-z2)cosθ, x = sqrt(1-z2)sinθ;
执行matlab指令:
>> [theta, Z] = meshgrid((0:0.1:2)*pi, (-1:0.1:1));
>> X =sqrt(1 - Z.^2).*cos(theta);
>> Y =sqrt(1 - Z.^2).*sin(theta);
[a,resnorm]=lsqcurvefit(@mydata,a0,data,ydata,[],[],option);
yy=mydata(a,data);
result=[ydata' yy' (yy-ydata)']
% a的值为拟合的目标函数的参数值 利用lsqcurvefit进行拟合的 它完整的语法形式是:
三维曲线(非线性)拟合步骤
1 设定目标函数. (M函数书写)% 可以是任意的
例如:
function f=mydata(a,data) %y的值目标函数值 或者是第三维的,a=[a(1) ,a(2)] 列向量
x=data(1,:); %data 是一2维数组,x=x1
三维曲面的画法
有mesh何surf两种命令来画三维曲面,它们使用的场合不同。前者是当z轴是x和y的显式函数时,后者是x,y,z中某个为其他2个的函数。
mesh函数
>> [X Y]=meshgrid(-2:.1:2, -2:.1:2);
>> Z = X.^2 - Y.^2;
>> mesh(X, Y, Z)
1.6500 2.7500 3.8500 7.7000 3.3000 5.5000 8.2500 11.5500 4.9500];
ydata=[56.2000 62.8000 62.2000 40.8000 61.4000 57.5000 44.5000 54.8000...
53.9000 64.2000 62.9000 64.1000 63.0000 62.2000 64.2000 63.6000...
y=data(2,:); %data 是一2维数组,x=x2
f=a(1)*x+a(2)*x.*y; %这里的a(1), a(2)为目标函数的系数值。 f的值相当于ydata的值
2 然后给出数据xdata和ydata的数据和拟合函数lsqcurvefit
>> surf(X, Y, Z); axis square
同理用Symbolic Math Toolbox可以直接执行
>> ezsurf('sqrt(1-s^2)*cos(t)','sqrt(1-s^2)*sin(t)', 's', [-1, 1, 0, 2*pi]); axis equa
>>x0 = [10, 10, 10]; %初始估计值
>>[x,resnorm] = lsqcurvefit(@myfun,x0,xdata,ydata)
Matlab画三维图的方法
三维曲线的画法
三维空间曲线要用到plot3函数,这个和plot类似。plot3函数有三个参数,x,y和z轴,比如下面的例子:
>> T = -2:0.01:2;
>> plot3(cos(2*pi*T),sin(2*pi*T),T)
如果安装了Symbolic Math Toolbox的话也可以用下面ezlpot3函数的方法:
>> ezplot3('cos(2*pi*T)','sin(2*pi*T)','T',[-2 2])
% [x,resnorm,residual,exitflag,output,lambda,jacobian] =lsqcurvefit(fun,x0,xdata,ydata,lb,ub,options)
二维曲线(非线性)拟合步骤
1.function F = myfun(x,xdata)
F = x(1)*xdata.^2 + x(2)*sin(xdata) + x(3)*xdata.^3; % 可以是任意的
2.然后给出数据xdata和ydata
>>xdata = [3.6 7.7 9.3 4.1 8.6 2.8 1.3 7.9 10.0 5.4];
>>ydata = [16.5 150.6 263.1 24.7 208.5 9.9 2.7 163.9 325.0 54.3];