最小二乘法圆拟合及matlab程序

曲线拟合的线性最小二乘法及其MATLAB程序

1 曲线拟合的线性最小二乘法及其MATLA程序例7.2.1 给出一组数据点（人，yj列入表7^2中，试用线性最小二乘法求拟合曲线,并用（7.2）, （7.3 ）和（7.4）式估计其误差，作出拟合曲线表7 - 2例7.2.1的一组数据（x^yj解(1)在MATLAB 工作窗口输入程序>> x=[-2.5 -1.7 -1.1 -0.8 0 0.1 1.5 2.7 3.6];y=[-192.9 -85.50 -36.15 -26.52 -9.10 -8.43 -13.12 6.5068.04];plot(x,y, 'r*'),legend('实验数据(xi,yi)' )xlabel( 'x' ), ylabel( 'y'),title('例7.2.1的数据点(xi,yi) 的散点图’)运行后屏幕显示数据的散点图(略)(3)编写下列MATLAB程序计算f(x)在(x i, y i)处的函数值，即输入程序>> syms a1 a2 a3 a4x=[-2.5 -1.7 -1.1 -0.8 0 0.1 1.5 2.7 3.6];fi=a1.*x.A3+ a2.*x.A2+ a3.*x+ a4运行后屏幕显示关于a1,a2, a3和a4的线性方程组fi =[ -125/8*a1+25/4*a2-5/2*a3+a4,-4913/1000*a1+289/100*a2-17/10*a3+a4,-1331/1000*a1+121/100*a2-11/10*a3+a4, -64/125*a1+16/25*a2-4/5*a3+a4, a4,1/1000*a1+1/100*a2+1/10*a3+a4,27/8*a1+9/4*a2+3/2*a3+a4, 19683/1000*a1+729/100*a2+27/10*a3+a4,5832/125*a1+324/25*a2+18/5*a3+a4]编写构造误差平方和的MATLAB程序>> y=[-192.9 -85.50 -36.15 -26.52 -9.10 -8.43 -13.12 6.5068.04];fi=[-125/8*a1+25/4*a2-5/2*a3+a4,-4913/1000*a1+289/100*a2-17/10*a3+a4,-1331/1000*a1+121/100*a2-11/10*a3+a4,-64/125*a1+16/25*a2-4/5*a3+a4, a4,1/1000*a1+1/100*a2+1/10*a3+a4,27/8*a1+9/4*a2+3/2*a3+a4,19683/1000*a1+729/100*a2+27/10*a3+a4,5832/125*a1+324/25*a2+18/5*a3+a4];fy=fi-y; fy2=fy.A2; J=sum(fy.A2)运行后屏幕显示误差平方和如下J=(-125/8*a1+25/4*a2-5/2*a3+a4+1929/10)A2+(-4913/1000*a1+289/100*a2-17/10*a3+a4+171/2)A2+(-1331/1000*a1+121/100*a2-11/10*a3+a4+723/20)A2+(-64/125*a1+16/25*a2-4/5*a3+a4+663/25)A2+(a4+91/10)A2+(1/1000*a1+1/100*a2+1/10*a3+a4+843/100)A2+(27/8*a1+9/4*a2+3/2*a3+a4+328/25)A2+(19683/1000*a1+729/100*a2+27/10*a3+a4-13/2)A2+(5832/125*a1+324/25*a2+18/5*a3+a4-1701/25)A2Q I为求a1,a2,a3,a4使J达到最小，只需利用极值的必要条件——-0 (k =1,2,3,4)，得到关于a1,a2,a3,a4的线性方程组，这可以由下面的MATLAB程序完成，即输入程序>> syms al a2 a3 a4J=(-125/8*a1+25/4*a2-5/2*a3+a4+1929/10)A2+(-4913/1000*a1 +289/100*a2-17/10*a3+a4...+171/2)A2+(-1331/1000*a1+121/100*a2-11/10*a3+a4+723/20)A2+(-64/125*a1+16/25*a2-4/5*a3+a4+663/25)A2+(a4+91/10)A2+(1/1000*a1+1/100*a2+1/10*a3+a4+843/100)A2+(27/8*a1+9/4*a2+3/2*a3+a4+328/25)A2+(19683/1000*a1+729/100*a2+27/10*a3+a4-13/2)A2+(5832/125*a1+324/25*a2+18/5*a3+a4-1701/25)A2;Ja1=diff(J,a1); Ja2=diff(J,a2); Ja3=diff(J,a3);Ja4=diff(J,a4);Ja11=simple(Ja1), Ja21=simple(Ja2), Ja31=simple(Ja3),Ja41=simple(Ja4),运行后屏幕显示J分别对a1, a2 ,a3 ,a4的偏导数如下Ja1仁56918107/10000*a1+32097579/25000*a2+1377283/2500*a3+23667/250*a4-8442429/625Ja21 =32097579/25000*a1 + 1377283/2500*a2+23667/250*a3+67*a4 +767319/625 Ja31 = 1377283/2500*a1+23667/250*a2+67*a3+18/5*a4-232638/125Ja41 = 23667/250*a1+67*a2+18/5*a3+18*a4+14859/25解线性方程组Jan =0，Ja21 =0，Ja31 =0，Ja41 =0，输入下列程序>>A=[56918107/10000, 32097579/25000, 1377283/2500, 23667/250; 32097579/25000, 1377283/2500, 23667/250, 67; 1377283/2500, 23667/250, 67, 18/5; 23667/250, 67, 18/5, 18];B=[8442429/625, -767319/625, 232638/125, -14859/25];C=B/A, f=poly2sym(C)运行后屏幕显示拟合函数f及其系数C如下C = 5.0911 -14.1905 6.4102 -8.2574f=716503695845759/140737488355328*xA3-7988544102557579/562949953421312*xA2 +1804307491277693/281474976710656*x-4648521160813215/562949953421312故所求的拟合曲线为3 2f(x) =5.0911 x -14.1905 x 6.4102 x - 8.2574 .(4)编写下面的MATLAB程序估计其误差，并作出拟合曲线和数据的图形.输入程序>> xi=[-2.5 -1.7 -1.1 -0.8 0 0.1 1.5 2.7 3.6];y=[-192.9 -85.50 -36.15 -26.52 -9.10 -8.43 -13.12 6.50 68.04];n=len gth(xi);f=5.0911.*xi.A3-14.1905.*xi.A2+6.4102.*xi -8.2574;x=-2.5:0.01: 3.6;F=5.0911.*x.A3-14.1905.*x.A2+6.4102.*x -8.2574;fy=abs(f-y); fy2=fy.A2; Ew=max(fy),E仁sum(fy)/n, E2=sqrt((sum(fy2))/n)plot(xi,y, 'r*'), hold on, plot(x,F, 'b-'), hold offlegend('数据点(xi,yi)'，拟合曲线y=f(x)'),xlabel( 'x'), ylabel( 'y'),title('例7.2.1的数据点(xi,yi)和拟合曲线y=f(x)的图形')运行后屏幕显示数据(X j,%)与拟合函数f的最大误差Ev,平均误差E和均方根误差E 及其数据点(X j,yj和拟合曲线y=f(x)的图形(略).Ew = E1 = E2 =3.105 4 0.903 4 1.240 9a*exp(71/10*b), a*exp(9/2*b), a*exp(13/5*b), a*exp(3/2*b), a,b 的线性方程组,7.3函数m(x)的选取及其MATLA 程序例7.3.1 给出一组实验数据点(x 「％ )的横坐标向量为x = (-8.5,-8.7,-7.1,-6.8,-5.10,-4.5,-3.6,-3.4,-2.6,-2.5, -2.1,-1.5, -2.7,-3.6)，纵横坐标向量为 y =( 459.26,52.81,198.27,165.60,59.17,41.66,25.92, 22.37,13.47, 12.87, 11.87,6.69,14.87,24.22)，试用线性最小二乘法求拟合曲线，并用(7.2)，( 7.3)和(7.4)式估计其误差，作出拟合曲线 .解 (1)在MATLAB 工作窗口输入程序>> x=[-8.5,-8.7,-7.1,-6.8,-5.10,-4.5,-3.6,-3.4,-2.6,-2.5, -2.1,-1.5, -2.7,-3.6];y=[459.26,52.81,198.27,165.60,59.17,41.66,25.92,22.37,13.47, 12.87, 11.87,6.69,14.87,24.22];plot(x,y, 'r*' ),legend( '实验数据(xi,yi)' ) xlabel( 'x' ), ylabel( 'y'),title('例7.3.1的数据点(xi,yi) 的散点图’)运行后屏幕显示数据的散点图(略)(3)编写下列MATLAB 程序计算f(x)在(x i , y i )处的函数值，即输入程序>> syms a bx=[-8.5,-8.7,-7.1,-6.8,-5.10,-4.5,-3.6,-3.4,-2.6,-2.5,-2 .1,-1.5,-2.7,-3.6]; fi=a.*exp(-b.*x)运行后屏幕显示关于a 和b 的线性方程组fi = [a*exp(17/2*b), a*exp(87/10*b), a*exp(71/10*b),a*exp(34/5*b), a*exp(51/10*b), a*exp(9/2*b), a*exp(18/5*b), a*exp(17/5*b), a*exp(13/5*b), a*exp(5/2*b), a*exp(21/10*b), a*exp(3/2*b), a*exp(27/10*b), a*exp(18/5*b)]编写构造误差平方和的 MATLAB 程序如下>>y=[459.26,52.81,198.27,165.60,59.17,41.66,25.92,22.37, 13.47,12.87, 11.87, 6.69,14.87,24.22]; fi =[ a*exp(17/2*b), a*exp(87/10*b), a*exp(34/5*b), a*exp(51/10*b), a*exp(18/5*b), a*exp(17/5*b), a*exp(5/2*b), a*exp(21/10*b), a*exp(27/10*b), a*exp(18/5*b)]; fy=fi-y; fy2=fy.A 2; J=sum(fy.A 2)运行后屏幕显示误差平方和如下J =(a*exp(17/2*b)-22963/50)A2+(a*exp(87/10*b)-5281/100)A2+( a*exp(71/10*b)-19827/100)A2+(a*exp(34/5*b)-828/5)A2+(a*exp(51/1 0*b)-5917/100)A2+(a*exp(9/2*b)-2083/50)A2+(a*exp(18/5*b)-648/25 F2+(a*exp(17/5*b)-2237/100)A2+(a*exp(13/5*b)-1347/100)A2+(a*ex p(5/2*b)-1287/100)A2+(a*exp(21/10*b)-1187/100)A2+(a*exp(3/2*b)- 669/100F2+(a*exp(27/10*b)-1487/100)A2+(a*exp(18/5*b)-1211/50)A 2为求a,b 使J 达到最小，只需利用极值的必要条件，得到关于这可以由下面的 MATLAB 程序完成，即输入程序>> syms a bJ=(a*exp(17/2*b)-22963/50)A2+(a*exp(87/10*b)-5281/100)A2+(a*exp(71/10*b)-19827/100)A2+(a*exp(34/5*b)-828/5)A2+(a*exp(51 /10*b)-5917/100)A2+(a*exp(9/2*b)-2083/50)A2+(a*exp(18/5*b)-648/ 25)A2+(a*exp(17/5*b)-2237/100)A2+(a*exp(13/5*b)-1347/100F2+(a*exp(5/2*b)-1287/100)A2+(a*exp(21/10*b)-1187/100)A2+(a*exp(3/2*b )-669/100)A2+(a*exp(27/10*b )-1487/100F2+(a*exp(18/5*b)-1211/50 )A 2；Ja=diff(J,a); Jb=diff(J,b);Ja仁simple(Ja), Jb仁simple(Jb),运行后屏幕显示J分别对a, b的偏导数如下Ja1 =2*a*exp(3*b)+2*a*exp(17*b)+2*a*exp(87/5*b)+2*exp(68/5*b)*a+2*exp(9*b)*a+2*a*exp(34/5*b)-669/50*exp(3/2*b)-1487/50*exp(27/10*b)-2507/25*exp(18/5*b)-22963/25*exp(17/2*b)-5281/50*exp(87/10*b)-19827/50*exp(71/10*b)-2237/50*exp(17/5*b)-1656/5*exp(34/5*b)-1347/50*exp(13/5*b)-5917/50*exp(51/10*b)-1287/50*exp(5/2*b )-2083/25*exp(9/2*b)-1187/50* exp(21/10*b)+4*a*exp(36/5*b)+2*a*exp(26/5*b)+2*a*exp(71/5*b)+2*a*exp(51/5*b)+2*a*exp(5*b)+2*a*exp (21/5*b)+2*a*exp(27/5*b) Jb1 =1/500*a*(2100*a*exp(21/10*b)A2+8500*a*exp(17/2*b)A2+6800*a*exp(34/5*b)A2-10035*exp(3/2*b)-40149*exp(27/10*b)-180504*exp(18/5*b)-3903710*exp(17/2*b)-459447*exp(87/10*b)-1407717*exp(71/10*b)-76058*exp(17/5*b)-1126080*exp(34/5*b)-35022*exp(13/5*b)-301767*exp(51/10*b)-32175*exp(5/2*b)-187470*exp(9/2*b)-24927*exp(21/10*b)+7100*a*exp(71/10*b)A2+5100*a*exp(51/10*b)A2+4500*a*exp(9/2*b)A2+7200*a*exp(18/5*b)A2+3400*a*exp(17/5*b)A2+2600*a*exp(13/5*b)A2+2500*a*exp(5/2*b)A2+1500*a*exp(3/2*b)A2+2700*a*exp( 27/10*b)A2+8700*a*exp(87 /10*b)A2)用解二元非线性方程组的牛顿法的MATLAB^序求解线性方程组J ai =0，J bi =0,得a = b=2.811 0 0.581 6故所求的拟合曲线(7.13)为f(X)= 2.811 0e^.5816x. (7.14)(4)根据(7.2)，( 7.3)，( 7.4)和(7.14)式编写下面的MATLAB程序估计其误差，并做出拟合曲线和数据的图形.输入程序>> xi=[-8.5 -8.7 -7.1 -6.8 -5.10 -4.5 -3.6 -3.4 -2.6 -2.5-2.1 -1.5 -2.7 -3.6];y=[459.26 52.81 198.27 165.60 59.17 41.66 25.92 22.3713.47 12.87 11.87 6.69 14.87 24.22];n=le ngth(xi); f=2.8110.*exp(-0.5816.*xi); x=-9:0.01: -1;F=2.8110.*exp(-0.5816.*x); fy=abs(f-y); fy2=fy.A2;Ew=max(fy),E仁sum(fy)/n, E2=sqrt((sum(fy2))/n), plot(xi,y, 'r*' ), hold onplot(x,F, 'b-' ), hold off,legend('数据点(xi,yi)' ，'拟合曲线y=f(x)' )xlabel( 'x' ), ylabel( 'y'),title( '例7.3.1的数据点(xi,yi) 和拟合曲线y=f(x) 的图形')运行后屏幕显示数据(x i , y i)与拟合函数f的最大误差E w = 390.141 5 ，平均误差E1=36.942 2 和均方根误差E2 = 106.031 7 及其数据点(X i , y i )和拟合曲线y=f( x)的图形(略).7.4 多项式拟合及其MATLA程序例7.4.1给出一组数据点（X i, y i ）列入表7 43中，试用线性最小二乘法求拟合曲线, 并用（7.2）, （7.3 ）和（7.4）式估计其误差，作出拟合曲线.表7- 3例7.4.1的一组数据&』）解（1）首先根据表7-3给出的数据点i i，用下列MATLAB程序画出散点图在MATLAB工作窗口输入程序>> x=[-2.9 -1.9 -1.1 -0.8 0 0.1 1.5 2.7 3.6];y=[53.94 33.68 20.88 16.92 8.79 8.98 4.17 9.1219.88];plot(x,y, 'r*' ), legend( '数据点(xi,yi)' )xlabel( 'x' ), ylabel( 'y'),title('例7.4.1的数据点(xi,yi) 的散点图’)运行后屏幕显示数据的散点图(略)(3)用作线性最小二乘拟合的多项式拟合的MATLAB程序求待定系数a k(k =1, 2,3).输入程序>> a=polyfit(x,y,2)运行后输出(7.16)式的系数a =2.8302 -7.3721 9.1382故拟合多项式为2f(x) = 2.830 2x -7.372 1x 9.138 2 .(4)编写下面的MATLA龍序估计其误差，并做出拟合曲线和数据的图形.输入程序>>xi=[-2.9 -1.9 -1.1 -0.8 0 0.1 1.5 2.7 3.6];y=[53.94 33.68 20.88 16.92 8.79 8.98 4.17 9.12 19.88];n=le ngth(xi); f= 2.8302 .*xi.A2 -7.3721 .*xi+ 9.1382x=-2.9:0.001:3.6;F= 2.8302 .*x.A2 -7.3721 .*x+8.79;fy=abs(f-y); fy2=fy.A2; Ew=max(fy), E1=sum(fy)/n, E2=sqrt((sum(fy2))/n), plot(xi,y, 'r*', x,F,'b-'),legend('数据点(xi,yi)' ，'拟合曲线y=f(x)' )xlabel( 'x' ), ylabel( 'y'),title( '例7.4.1 的数据点(xi,yi) 和拟合曲线y=f(x) 的图形’)运行后屏幕显示数据(X i,yj与拟合函数f的最大误差曰，平均误差E1和均方根误差E2 及其数据点(xj i)和拟合曲线y=f(x)的图形(略).Ew = E1 = E2 =0.745 7, 0.389 2, 0.436 37.5 拟合曲线的线性变换及其MATLA程序例7.5.1 给出一组实验数据点(xpyj的横坐标向量为x=( 7.5 6.8 5.10 4.53.6 3.4 2.6 2.5 2.1 1.5 2.7 3.6 )，纵横坐标向量为y=(359.26 165.60 59.1741.66 25.92 22.37 13.47 12.87 11.87 6.69 14.87 24.22 )，试用线性变换和线性最小二乘法求拟合曲线，并用( 7.2)，( 7.3 )和(7.4)式估计其误差，作出拟合曲线.解 (1)首先根据给出的数据点(人$)，用下列MATLAB^序画出散点图.在MATLAB工作窗口输入程序>> x=[7.5 6.8 5.10 4.5 3.6 3.4 2.6 2.5 2.1 1.5 2.73.6];y=[359.26 165.60 59.17 41.66 25.92 22.37 13.47 12.8711.87 6.69 14.87 24.22];plot(x,y, 'r*' ), legend( '数据点(xi,yi)' )xlabel( 'x' ), ylabel( 'y'),title('例7.5.1的数据点(xi,yi) 的散点图’)运行后屏幕显示数据的散点图(略)(2)根据数据散点图，取拟合曲线为y = a e bx(a 0,b = 0) , (7.19)其中a, b是待定系数.令Y = ln y, A = ln a, B =b，则(7.19)化为Y = A • Bx .在MATLAB工作窗口输入程序>> x=[7.5 6.8 5.10 4.5 3.6 3.4 2.6 2.5 2.1 1.5 2.73.6];y=[359.26 165.60 59.17 41.66 25.92 22.37 13.4712.87 11.87 6.69 14.87 24.22];Y=log(y); a=polyfit(x,Y,1); B=a(1);A=a(2); b=B,a=exp(A)n=length(x); X=8:-0.01:1; Y=a*exp(b.*X); f=a*exp(b.*x);plot(x,y, 'r*' ,X,Y, 'b-' ), xlabel( 'x' ),ylabel( 'y') legend('数据点(xi,yi)' ,'拟合曲线y=f(x)')title('例7.5.1 的数据点(xi,yi) 和拟合曲线y=f(x) 的图形’) fy=abs(f-y); fy2=fy.A2;Ew=max(fy), E仁sum(fy)/n,E2=sqrt((sum(fy2))/n)运行后屏幕显示y =a e bx的系数b =0.624 1 , a =2.703 9, 数据(x i, y i)与拟合函数f的最大误差Ew =67.641 9 ，平均误差E1=8.677 6 和均方根误差巳=20.711 3 及其数据点(x i,y i)和拟合曲线f (x) =2.703 9e06241x的图形(略).7.6 函数逼近及其MATLA程序最佳均方逼近的MATLABfc程序fun ction [yy1,a,WE]=zjjfbj(f,X,Y,xx)m=size(f); n=le ngth(X);m=m(1);b=zeros(m,m); c=zeros(m,1); if n ~=le ngth(Y) error( 'X和Y的维数应该相同')endfor j=1:mfor k=1:m b(j,k)=0;for i=1: nb(j,k)=b(j,k)+feval(f(j,:),X(i))*feval(f(k,:),X(i));endendc(j)=0;for i=1: nc(j)=c(j)+feval(f(j,:),X(i))*Y(i);endenda=b\c;WE=0;for i=1: nff=0;for j=1:mff=ff+a(j)*feval(f(j,:),X(i));endWE=WE+(Y(i)-ff)*(Y(i)-ff);endif nargin==3return ;endyy=[];for i=1:ml=[];for j=1:le ngth(xx)l=[l,feval(f(i,:),xx(j))];endyy=[yy l'];endyy=yy*a; yy1=yy'; a=a';WE;例761 对数据X和Y,用函数y =1, y = x, y =X2进行逼近，用所得到的逼近函数计算在X=6.5处的函数值，并估计误差•其中X=(1 3 4 5 6 7 8 9); Y=(-11 -13 -11 -7 -1 7 17 29).解在MATLA工作窗口输入程序>> X=[ 1 3 4 5 6 7 8 9]; Y=[-11 -13 -11 -7 -1 7 1729];f=['funO';'fun1';'fun2']; [yy,a,WE]=zjjfbj(f,X,Y,6.5)运行后屏幕显示如下yy =2.75000000000003a =-7.00000000000010 -4.99999999999995 1.00000000000000WE =7.172323350269439e-027例7.6.2 对数据X 和Y,用函数y=1, y = x, y = x2，y = cosx，y = e x，y = sin x 进行逼近，其中X =( 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 )，Y=( 0 0.4794 0.8415 0.98150.9126 0.5985 0.1645 ).解在MATLA工作窗口输入程序>> X=[ 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00];Y=[0 0.4794 0.8415 0.9815 0.9126 0.5985 0.1645];f=['fu n0';'fu n1';'fu n2';'fu n3';'fu n4';'fu n5'];xx=0:0.2:3;[yy,a,WE]=zjjfbj(f,X,Y, xx), plot(X,Y,'ro',xx,yy,'b-')运行后屏幕显示如下(图略)yy = Columns 1 through 7-0.0005 0.2037 0.3939 0.5656 0.7141 0.83480.9236Colu mns 8 through 140.9771 0.9926 0.9691 0.9069 0.8080 0.67660.5191Colu mns 15 through 160.3444 0.1642a = 0.3828 0.4070 -0.3901 0.0765 -0.4598 0.5653WE = 1.5769e-004即，最佳逼近函数为y=0.3828+0.4070*x-0.3901*x A2+0.0765*exp(x) -0.4598*cos(x) +0.5653*s in(x)7.7 三角多项式逼近及其MATLA程序计算三角多项式的MATLA吐程序fun ction [A,B,Y1,Rm]=sanjiao(X,Y,X1,m)n= len gth(X)-1;max1=fix(( n-1)/2);if m > max1m=max1;endA=zeros(1,m+1);B=zeros(1,m+1);Ym=(Y(1)+Y( n+1))/2; Y(1)=Ym; Y(n+1)=Ym; A(1)=2*sum(Y)/n;for i=1:mB(i+1)=s in (i*X)*Y'; A(i+1)=cos(i*X)*Y';endA=2*A/n; B=2*B/n; A(1)=A(1)/2;Y 1=A(1);for k=1:m丫仁 Y1+A(k+1)*cos(k*X1)+ B(k+1)*s in (k*X1);Tm=A(1)+A(k+1).*cos(k*X)+ B(k+1).*si n( k*X); k=k+1;endY;Tm; Rm=(sum(Y-Tm).A2)/n;2 i下例7.7.1 根据[-二，二]上的n -13, 60, 350个等距横坐标点X j二-—旦一nX(i =01,2「, n)和函数f(x)=2sin .3(1 )求f(x)的6阶三角多项式逼近，计算均方误差；(2)将这三个三角多项式分别与 f (x)的傅里叶级数一、18.3二“I n f (x) (_1) 2si nnxn y 9n _1的前6项进行比较；(3)利用三角多项式分别计算X i= -2, 2.5的值；(4)在同一坐标系中，画出函数 f (x)，n =13,60, 350的三角多项式和数据点的图形•解(1 )输入程序>> X仁-pi:2*pi/13:pi;Y1=2*sin(X1/3);X1i=[-2,2.5];[A1,B1,Y11,Rm1] =sanjiao(X1,Y1,X1i,6),X2=-pi:2*pi/60:pi;Y2=2*si n(X2/3);[A2,B2,Y12,Rm2]=sanjiao(X2,Y2,X1i,6)X3=-pi:2*pi/350:pi;Y3=2*si n(X3/3);[A3,B3,Y13,Rm3]=sanjiao(X3,Y3,X1i,6)X1i=[-2,2.5];Y1=2*si n(X1i/3)for n=1:6bi=(-1)A( n+1)*18*sqrt(3)* n/(pi*(9* n A2-1))end(2)画图，输入程序>>X1=-pi:2*pi/13:pi;Y1=2*si n(X1/3);Xi=-pi:0.001:pi; f=2*si n(Xi/3); [A1,B1,Y1i,R1m]=sanjiao(X1,Y1,Xi,6);X2=-pi:2*pi/60:pi;Y2=2*si n(X2/3); X3=-pi:2*pi/350:pi;Y3=2*s in (X3/3);[A2,B2,Y2i,R2m]=sanjiao(X2,Y2,Xi,6);[A3,B3,Y3i,R3m]=sanjiao(X3,Y3,Xi,6);plot(X1,Y1, 'r*' , Xi, Y1i, 'b-' ,Xi, Y2i, 'g--' , Xi, Y3i, 'm:',Xi, f, 'k-.' )xlabel( 'x' ),ylabel( 'y')lege nd('数据点(xi,yi)' , ' n=13的三角多项式’，’n=60的三角多项式','n=350 的三角多项式','函数f(x)')title( '例7.7.1 的数据点(xi,yi) 、n=13，60，350的三角多项式T3和函数f(x)的图形’)运行后图形(略).7.8 随机数据点上的二元拟合及其MATLA程序例7.8.1设节点(X,Y,Z )中的X和Y分别是在区间［-3, 3］和［-2.5, 3.5］上的50个2 2随机数，Z是函数Z=7-3 x3e-x -y在(X,Y )的值，拟合点(X I ,Y丨)中的X I =-3:023, Y I=-2.5:0.2:3.5.分别用二元拟合方法中最近邻内插法、三角基线性内插法、三角基三次内插法和MATLAB 4网格化坐标方法计算在(X I,Y I)处的值，作出它们的图形，并与被拟和曲面进行比较.解 (1)最近邻内插法.输入程序>> x=ra nd(50,1);y=rand(50,1); %生成50个一元均匀分布随机数x和y , x，y .X=-3+(3-(-3))*x; %利用x生成的随机变量.Y=-2.5+(3.5-(-2.5))*y; %利用y生成的随机变量.Z=7-3* X.A3 .* exp(-X.A2 - 丫.人2); %在每个随机点(X,Y )处计算Z的值.X1=-3:0.2:3;%将坐标(XI,YI )网格化.'nearest' ) %计算在每个插值点(XI,YI )xlabel(title( 和节点的图形’)%作二元拟合图形. 'y' ), zlabel( 'z'),mesh(XI,YI, ZI)'x' ), ylabel(用最近邻内插法拟合函数z =7-3 x A3 exp(-x A2 - y A2) 的曲面hold onplot3(X,Y,Z, 'bo') hold of运行后屏幕显示用最近邻内插法拟合函数插值乙(略).(2)三角基线性内插法.输入程序%在当前图形上添加新图形•%用兰色小圆圈画出每个节点(X,Y,Z).%结束在当前图形上添加新图形•2 2Z=7-3 x3e-x -y在两组不同节点处的曲面及其%将坐标(XI,YI )网格化•'lin ear' ) %计算在每个插值点(XI,YI )%作二元拟合图形'y' ), zlabel( 'z'),title(曲面和节点的图形用三角基线性内插法拟合函数)z =7-3 xA3 exp(-xA2 - 丫人hold onplot3(X,Y,Z, 'bo') hold of运行后屏幕显示用三角基线性内插法拟合函数和节点的图形及其插值乙(略)•(3)三角基三次内插法•输入程序%在当前图形上添加新图形•%用兰色小圆圈画出每个节点(X,Y,Z). %结束在当前图形上添加新图形•2 2Z=7-3 x3e-x-y在两组不同节点处的曲面%利用y生成上的随机变量•%在每个随机点(X,Y )处计算Z%将坐标(XI,YI )网格化•'cubic' ) %计算在每个插值点(XI,YI )%作二元拟合图形•),zlabel( 'z'),丫1=-2.5:0.2:3.5;[XI,YI] = meshgrid(X1,Y1);ZI=griddata(X,Y,Z,XI,YI,处的插值ZI.%legend('拟合曲面','节点(xi,yi,zi)' )>> x=rand(50,1);y=rand(50,1); %生成50个一元均匀分布随机数x和y , x，y .X=-3+(3-(-3))*x; %利用x生成上的随机变量•Y=-2.5+(3.5-(-2.5))*y; %利用y生成上的随机变量•Z=7-3* X.A3 .* exp(-X.A2 - 丫人2); %在每个随机点(X,Y )处计算Z 的值•X1=-3:0.2:3;Y1=-2.5:0.2:3.5;[XI,YI] = meshgrid(X1,Y1);ZI=griddata(X,Y,Z,XI,YI, 处的插值ZI.mesh(XI,YI, ZI)xlabel( 'x' ), ylabel(%legend('拟合曲面','节点(xi,yi,zi)' )>> x=rand(50,1);y=rand(50,1); %生成50个一元均匀分布随机数x和y , x，y .X=-3+(3-(-3))*x; %利用x生成上的随机变量•Y=-2^5+(3^5-(-2^5))*y;Z=7-3* X43 •* exp(-X42 - 丫。

最小二乘法曲线拟合_原理及matlab实现

曲线拟合（curve-fitting ）：工程实践中，用测量到的一些离散的数据},...2,1,0),,{(m i y x i i =求一个近似的函数)(x ϕ来拟合这组数据，要求所得的拟合曲线能最好的反映数据的基本趋势（即使)(x ϕ最好地逼近()x f ，而不必满足插值原则。

因此没必要取)(i x ϕ=i y ，只要使i i i y x -=)(ϕδ尽可能地小）。

原理：给定数据点},...2,1,0),,{(m i y x i i =。

求近似曲线)(x ϕ。

并且使得近似曲线与()x f 的偏差最小。

近似曲线在该点处的偏差i i i y x -=)(ϕδ，i=1,2,...,m 。

常见的曲线拟合方法:1.使偏差绝对值之和最小2.使偏差绝对值最大的最小3.使偏差平方和最小最小二乘法：按偏差平方和最小的原则选取拟合曲线，并且采取二项式方程为拟合曲线的方法,称为最小二乘法。

推导过程：1. 设拟合多项式为：kk x a x a a x +++=...)(10ϕ2. 各点到这条曲线的距离之和，即偏差平方和如下：3. 问题转化为求待定系数0a ...k a 对等式右边求i a 偏导数，因而我们得到了：.......4、把这些等式化简并表示成矩阵的形式，就可以得到下面的矩阵：5. 将这个范德蒙得矩阵化简后可得到:6. 也就是说X*A=Y ，那么A = (X'*X)-1*X'*Y ，便得到了系数矩阵A ，同时，我们也就得到了拟合曲线。

MATLAB实现：MATLAB提供了polyfit（）函数命令进行最小二乘曲线拟合。

调用格式：p=polyfit(x,y,n)[p,s]= polyfit(x,y,n)[p,s,mu]=polyfit(x,y,n)x,y为数据点，n为多项式阶数，返回p为幂次从高到低的多项式系数向量p。

x 必须是单调的。

矩阵s包括R（对x进行QR分解的三角元素）、df(自由度）、normr(残差）用于生成预测值的误差估计。

最小二乘法曲线拟合-原理及matlab实现

曲线拟合（curve-fitting ）：工程实践中，用测量到的一些离散的数据},...2,1,0),,{(m i y x i i =求一个近似的函数)(x ϕ来拟合这组数据，要求所得的拟合曲线能最好的反映数据的基本趋势（即使)(x ϕ最好地逼近()x f ，而不必满足插值原则。

因此没必要取)(i x ϕ=i y ，只要使i i i y x -=)(ϕδ尽可能地小）。

原理：给定数据点},...2,1,0),,{(m i y x i i =。

求近似曲线)(x ϕ。

并且使得近似曲线与()x f 的偏差最小。

近似曲线在该点处的偏差i i i y x -=)(ϕδ，i=1,2,...,m 。

常见的曲线拟合方法:1.使偏差绝对值之和最小2.使偏差绝对值最大的最小3.使偏差平方和最小最小二乘法：按偏差平方和最小的原则选取拟合曲线，并且采取二项式方程为拟合曲线的方法,称为最小二乘法。

推导过程：1. 设拟合多项式为：kk x a x a a x +++=...)(10ϕ2. 各点到这条曲线的距离之和，即偏差平方和如下：3. 问题转化为求待定系数0a ...k a 对等式右边求i a 偏导数，因而我们得到了：.......4、把这些等式化简并表示成矩阵的形式，就可以得到下面的矩阵：5. 将这个范德蒙得矩阵化简后可得到:6. 也就是说X*A=Y ，那么A = (X'*X)-1*X'*Y ，便得到了系数矩阵A ，同时，我们也就得到了拟合曲线。

MATLAB实现：MATLAB提供了polyfit（）函数命令进行最小二乘曲线拟合。

调用格式：p=polyfit(x,y,n)[p,s]= polyfit(x,y,n)[p,s,mu]=polyfit(x,y,n)x,y为数据点，n为多项式阶数，返回p为幂次从高到低的多项式系数向量p。

x 必须是单调的。

矩阵s包括R（对x进行QR分解的三角元素）、df(自由度）、normr(残差）用于生成预测值的误差估计。

最小二乘法曲线拟合的Matlab程序

方便大家使用的最小二乘法曲线拟合的Matlab程序非常方便用户使用,直接按提示操作即可;这里我演示一个例子:(红色部分为用户输入部分,其余为程序运行的结果,结果图为Untitled.fig,Untitled2.fig) 请以向量的形式输入x,y.x=[1,2,3,4]y=[3,4,5,6]通过下面的交互式图形，你可以事先估计一下你要拟合的多项式的阶数，方便下面的计算.polytool()是交互式函数,在图形上方[Degree]框中输入阶数,右击左下角的[Export]输出图形回车打开polytool交互式界面回车继续进行拟合输入多项式拟合的阶数m = 4Warning: Polynomial is not unique; degree >= number of data points. > In polyfit at 72In zxecf at 64输出多项式的各项系数a = 0.0200000000000001a = -0.2000000000000008a = 0.7000000000000022a = 0.0000000000000000a = 2.4799999999999973输出多项式的有关信息 SR: [4x5 double]df: 0normr: 2.3915e-015Warning: Zero degrees of freedom implies infinite error bounds.> In polyval at 104In polyconf at 92In zxecf at 69观测数据拟合数据x y yh1.0000 3.0000 3.00002.0000 4.0000 4.00003 5 54.0000 6.0000 6.0000剩余平方和 Q = 0.000000标准误差 Sigma = 0.000000相关指数 RR = 1.000000请输入你所需要拟合的数据点，若没有请按回车键结束程序.输入插值点x0 = 3输出插值点拟合函数值 y0 = 5.0000>>结果：untitled.figuntitled2.fig一些matlab优化算法代码的分享代码的目录如下：欢迎讨论1.约束优化问题：minRosen(Rosen梯度法求解约束多维函数的极值)(算法还有bug) minPF(外点罚函数法解线性等式约束)minGeneralPF(外点罚函数法解一般等式约束)minNF(内点罚函数法)minMixFun(混合罚函数法)minJSMixFun(混合罚函数加速法)minFactor(乘子法)minconPS(坐标轮换法)(算法还有bug)minconSimpSearch(复合形法)2.非线性最小二乘优化问题minMGN(修正G-N法)3.线性规划：CmpSimpleMthd(完整单纯形法)4.整数规划(含0-1规划)DividePlane(割平面法)ZeroOneprog(枚举法)5.二次规划QuadLagR(拉格朗日法)ActivedeSet(起作用集法)6.辅助函数(在一些函数中会调用)minNT(牛顿法求多元函数的极值)Funval(求目标函数的值)minMNT(修正的牛顿法求多元函数极值)minHJ(黄金分割法求一维函数的极值)7.高级优化算法1）粒子群优化算法(求解无约束优化问题)1>PSO(基本粒子群算法)2>YSPSO(待压缩因子的粒子群算法)3>LinWPSO(线性递减权重粒子群优化算法)4>SAPSO(自适应权重粒子群优化算法)5>RandWSPO(随机权重粒子群优化算法)6>LnCPSO(同步变化的学习因子)7>AsyLnCPSO(异步变化的学习因子)(算法还有bug)8>SecPSO(用二阶粒子群优化算法求解无约束优化问题)9>SecVibratPSO(用二阶振荡粒子群优化算法求解五约束优化问题)10>CLSPSO(用混沌群粒子优化算法求解无约束优化问题)11>SelPSO(基于选择的粒子群优化算法)12>BreedPSO(基于交叉遗传的粒子群优化算法)13>SimuAPSO(基于模拟退火的粒子群优化算法)2)遗传算法1>myGA(基本遗传算法解决一维约束规划问题)2>SBOGA(顺序选择遗传算法求解一维无约束优化问题)3>NormFitGA(动态线性标定适应值的遗传算法求解一维无约束优化问题)4>GMGA(大变异遗传算法求解一维无约束优化问题)5>AdapGA(自适应遗传算法求解一维无约束优化问题)6>DblGEGA(双切点遗传算法求解一维无约束优化问题)7>MMAdapGA(多变异位自适应遗传算法求解一维无约束优化问题)自己编写的马尔科夫链程序A 代表一组数据序列一维数组本程序的操作对象也是如此t=length(A); % 计算序列“A”的总状态数B=unique(A); % 序列“A”的独立状态数顺序，“E”E=sort(B,'ascend');a=0;b=0;c=0;d=0;for j=1:1:ttLocalization=find(A==E(j)); % 序列“A”中找到其独立状态“E”的位置for i=1:1:length(Localization)if Localization(i)+1>tbreak; % 范围限定elseif A(Localization(i)+1)== E(1)a=a+1;elseif A(Localization(i)+1)== E(2)b=b+1;elseif A(Localization(i)+1)== E(3)c=c+1;% 依此类推，取决于独立状态“E”的个数elsed=d+1;endendT(j,1:tt)=[a,b,c,d]; % “T”为占位矩阵endTT=T;for u=2:1:ttTT(u,:)= T(u,:)- T(u-1,:);endTT; % 至此，得到转移频数矩阵Y=sum(TT,2);for uu=1:1:ttTR(uu,:)= TT(uu,:)./Y(uu,1);endTR % 最终得到马尔科夫转移频率/概率矩阵% 观测序列马尔科夫性质的检验：N=numel(TT);uuu=1;Col=sum(TT,2); % 对列求和Row=sum(TT,1); % 对行求和Total=sum(Row); % 频数总和for i=1:1:ttfor j=1:1:ttxx(uuu,1)=sum((TT(i,j)-(Row(i)*Col(j))./Total).^2./( (Row(i)*Col(j)). /Total));uuu=uuu+1; % 计算统计量x2endendxx=sum(xx)。

数字图像处理算法及原理（七）：最小二乘法拟合圆

数字图像处理算法及原理（七）：最小二乘法拟合圆最小二乘法拟合圆最小二乘法(least squares analysis)是一种数学优化技术，它通过最小化误差的平方和找到一组数据的最佳函数匹配。

最小二乘法是用最简的方法求得一些绝对不可知的真值，而令误差平方之和为最小。

最小二乘法通常用于曲线拟合(least squares fitting)。

这里有拟合圆曲线的公式推导过程和 matlab实现。

下面是matlab代码：比如用其他算法（如霍夫、链码、形态学等）得到了某个圆或者近似圆的轮廓，想要将其标准化。

%%此程序用于对二值图像获得的圆形边缘进行圆拟合，计算出圆心坐标及半径%最小二乘法进行曲线拟合function [xc,yc,R] = cirfit(x,y)%x、y为坐标点，都是一组向量。

如x=[x1,x2,x3,...,xn]n=length(x);xx=x.*x;yy=y.*y;xy=x.*y;A=[sum(x) sum(y) n;sum(xy) sum(yy)...sum(y);sum(xx) sum(xy) sum(x)];B=[-sum(xx+yy) ; -sum(xx.*y+yy.*y) ; -sum(xx.*x+xy.*y)];a=A\B;xc = -0.5*a(1);yc = -0.5*a(2);R = sqrt((a(1)^2+a(2)^2)/4-a(3));end%结束后返回的值便是圆心坐标及半径总黄酮生物总黄酮是指黄酮类化合物，是一大类天然产物，广泛存在于植物界，是许多中草药的有效成分。

在自然界中最常见的是黄酮和黄酮醇，其它包括双氢黄（醇）、异黄酮、双黄酮、黄烷醇、查尔酮、橙酮、花色苷及新黄酮类等。

简介近年来，由于自由基生命科学的进展，使具有很强的抗氧化和消除自由基作用的类黄酮受到空前的重视。

类黄酮参与了磷酸与花生四烯酸的代谢、蛋白质的磷酸化、钙离子的转移、自由基的清除、抗氧化活力的增强、氧化还原作用、螯合作用和基因的表达。

matlab最小二乘法拟合

matlab最小二乘法拟合matlab最小二乘法拟合是一种常用的拟合方法，它属于非线性最小二乘拟合，其可以用来拟合任意数据。

matlab最小二乘法拟合主要包括以下几个步骤：一、准备数据1、准备数据阶段：包括收集数据，整理数据，观察数据；2、设计拟合模型：根据观察到的特性确定拟合模型方程；3、计算函数参数：根据拟合模型对原始数据进行曲线拟合，计算出模型参数；二、参数估计1、最小二乘法拟合：将所有点拟合到曲线上，使每个点到曲线上的距离之和最小；2、非线性最小二乘拟合：根据多元非线性模型参数的变化范围，构造最小二乘拟合的曲线，应用非线性拟合和最小二乘法拟合找出最佳拟合曲线；3、外推预测：根据拟合后的参数预测特定值。

三、评价拟合结果1、残差平方和：根据拟合模型和所得数据，计算拟合结果和拟合误差；2、自由度：自由度 = 总数据点数- 拟合模型参数的个数；3、复杂度检验：考虑拟合模型的复杂度对拟合效果的影响；4、对数校正残差：考虑拟合结果的稳定性，比较数据的分布与真实数据的分布；5、误差统计检验：通过统计分析评估拟合结果的可靠性。

四、模型预测1、均方根误差（RMSE）：评估预测模型拟合准确性，值越小，模型越有效；2、均方误差（MSE）：反映预测值与真实值之间的平均差异；3、绝对均差（MAE）：反映预测值与真实值之间的绝对均值差异；4、平均绝对平方偏差（MAHAPE）：反映模型拟合精度平均差距，值越接近0，模型越精确；5、杰拉德系数（R）：反映预测值与真实值之间的线性联系，值越接近1，模型越有效。

以上是matlab最小二乘法拟合的原理和应用，它不仅可以拟合任意数据，而且具有较强的适用性和准确性。

此外，matlab最小二乘法拟合还可以用来评估拟合结果的准确性，方便对数据进行分析处理。

最小二乘法matlab程序

文件说明1、使用说明1）加载P .m 文件至matlab2）命令行使用P 可以得到线性拟合参数，最终定价，最大利润和线性拟合对比图，蓝色为按照价格升序后的每个销量点连接的直线，绿色为拟合后的直线。

0.40.50.60.70.80.91 1.1010002000300040005000600070002、代码说明采用先线性拟合价格和销量直线方程，再代入利润函数，进行微分求极大值，即为最终定价，最后代回利润函数得到最大利润。

function P()%函数使用>>P%0.59,0.80,0.95,0.45,0.79,0.99,0.90,0.65,0.79,0.69,0.79,%0.49,1.09,0.95,0.79,0.65,0.45,0.60,0.89,0.79,0.99,0.85%3980,2200,1850,6100,2100,1700,2000,4200,2440,3300,2300,%6000,1190,1960,2760,4330,6960,4160,1990,2860,1920,2160%将价格和销量分别对应列入2行22列矩阵TEMP=[0.59,0.80,0.95,0.45,0.79,0.99,0.90,0.65,0.79,0.69,0.79,0.49,1.09,0.95,0.79,0. 65,0.45,0.60,0.89,0.79,0.99,0.85;3980,2200,1850,6100,2100,1700,2000,4200,2440,3 300,2300,6000,1190,1960,2760,4330,6960,4160,1990,2860,1920,2160];%将TEMP矩阵按照第一行的数进行从小到大的排列TEMP_T=sortrows(TEMP');TEMP=TEMP_T';Price=TEMP(1,:); %取第一行的数为价格Sales=TEMP(2,:); %取第二行的数为销量Cost=0.23; %成本L=polyfit(Price,Sales,1); %得到一阶最小二乘的2个拟合参数Sales_P=L(1)*Price+L(2); %得到拟合出的相应销量点disp('L(1)=');disp(L(1));disp('L(2)=');disp(L(2));plot(Price,Sales,Price,Sales_P); %做出对比图大概看下是否基本符合syms x; %定义变量xf(x)=L(1).*x+L(2); %写出拟合函数z(x)=f(x).*(x-Cost); %写利润函数明显利润函数为二次上凸抛物线dz(x)=diff(z(x)); %对利润函数求导Pricing=solve(dz(x),x); %极大值点即为最终定价Profit=subs(z(x),'x',Pricing); %计算最大利润Pricing=double(Pricing); %转换为双精度型Profit=double(Profit);disp('Pricing=');disp(Pricing);disp('Profit=');disp(Profit);end。

matlab拟合最小二乘法

Ja31 = 49967500*a1 + 1089000*a2 + 25300*a3 + 660*a4 - 27131/100000
Ja41 = 1089000*a1 + 25300*a2 + 660*a3 + 24*a4 - 3987/500000 解线性方程组 Ja11 =0，Ja21 =0，Ja31 =0，Ja41 =0，输入下列程序 >> A=[117186437500, 2386725000,49967500,1089000; 2386725000, 49967500, 1089000,25300; 49967500,1089000,25300, 660; 1089000, 25300, 660,24]; B=[274377591928296252150123/576460752303423488000,31331074233255294718193/28823 03761517117440000,7819978335372091569501/28823037615171174400000, 2298349019433749545307/288230376151711744000000]; C=B/A, f=poly2sym(C) 运行即可得 C= 1.0e-004 * 0.0000 -0.0052 0.2634 0.0178
J= 58593218750*a1^2 + 2386725000*a1*a2 + 49967500*a1*a3 + 1089000*a1*a4 (274377591928296252150123*a1)/576460752303423488000 + 24983750*a2^2 + 1089000*a2*a3 + 25300*a2*a4 - (31331074233255294718193*a2)/2882303761517117440000 + 12650*a3^2 + 660*a3*a4 - (7819978335372091569501*a3)/28823037615171174400000 + 12*a4^2 (2298349019433749545307*a4)/288230376151711744000000 + 520374483464852566590953249225508026224249/33230699894622896822595176507008614 4000000000000 四、求 a1、a2、a3、a4 使 J 达到最小，分别对 a1、a2、a3、a4 求偏导数，使之等于 0 程序如下 syms a1 a2 a3 a4 J=58593218750*a1^2+2386725000*a1*a2+49967500*a1*a3+1089000*a1*a4-(2743775919282 96252150123*a1)/576460752303423488000+24983750*a2^2+1089000*a2*a3 + 25300*a2*a4 (31331074233255294718193*a2)/2882303761517117440000+12650*a3^2+660*a3*a4-(781997 8335372091569501*a3)/28823037615171174400000+12*a4^2-(2298349019433749545307*a4) /288230376151711744000000+520374483464852566590953249225508026224249/332306998 946228968225951765070086144000000000000 Ja1=diff(J,a1); Ja2=diff(J,a2); Ja3=diff(J,a3); Ja4=diff(J,a4); Ja11=simple(Ja1), Ja21=simple(Ja2), Ja31=simple(Ja3), Ja41=simple(Ja4) 运行得

最小二乘法拟合matlab

最小二乘法拟合matlab
最小二乘法拟合MATLAB
最小二乘法是一种有效地估计未知参数值的统计学方法，它假定误差服从正态分布，然后进行极大似然估计。

下面我们就来介绍一下如何使用MATLAB来拟合最小二乘法。

1.第一步：绘制出要拟合的数据，这里我们绘制出了一个简单的抛物线数据：
x=[-3 -2 -1 0 1 2 3];
y=[6 3 1 0 -2 -4 -7];
plot(x,y);
2.第二步：根据你要拟合的函数，构建出你所要拟合的模型。

这里，我们想拟合一条抛物线：y=ax2+bx+c ;
3.第三步：定义拟合函数：
fun=@(x,xdata)x(1)*xdata.^2+x(2)*xdata+x(3);
4.第四步：调用最小二乘法函数：
[x,resnorm,residual,exitflag,output,lambda,jacobian]=lsqcur vefit(fun,[1 1 1],x,y);
现在你已经可以看到拟合函数的参数了：
x的值为[1.7, 0.3, -1.5]，
而拟合函数为： y=1.7x2+0.3x-1.5
因此，使用MATLAB调用最小二乘法可以很方便地拟合出任意复
杂的函数，并且可以得到准确的参数值。

最小二乘法圆拟合及matlab程序

X i2 Yi2 +aX i bYi c
3
令Q(a,b,c)为
的平方和：
i
Q(a, b, c) i2 [( Xi2 Yi2 aXi bYi c)]2
下面求参数a,b,c使得Q(a,b,c)的值最小即可
4
F(a,b,c)对a,b,c求偏导，令偏导等于0，得到极值点，比较所有极值点的函数值即可得到最小值。
② × N- ③ × Yi
且令 C (N Xi2 Xi Xi )
D (N XiYi Xi Yi )
E N
X
3 i
N
X iYi2
( X i2 Yi2 )
Xi
G (N Yi2 Yi Yi )
H N Yi3 N Xi2Yi ( X i2 Yi2 ) Yi
最小二乘法拟合圆曲线： R2 (x A)2 ( y B)2
R2 x2 2Ax A2 y2 2By B2
令a=-2A,b=-2B, c A2 B2 R2
则：圆的另一形式为：
x2 y2 ax by c 0
1
只需求出参数a,b,c即可以求的圆半径参数：
a A
2
B a 2
Q(a,b, c)
a
2( X i2 Yi2 aX i bYi c) X i 0
①
Q(a,b, c)
b
2( X i2 Yi2 aX i bYi c)Yi 0 ②
Q(a,b, c)
c
2( X i2 Yi2 aX i bYi c) 0 ③
5
由 ① × N- ③ × Xi
9
6
解得： Ca+Db+E=0
Da+Gb+H=0
a

(完整版)最小二乘法圆拟合

最小二乘法圆拟合1.最小二乘法圆拟合原理 1.1理论最小二乘法(Least Square Method )是一种数学优化技术。

它通过最小化误差的平方和找到一组数据的最佳函数匹配。

利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。

1.2最小二乘圆拟合模型公式推导在二维平面坐标系中，圆方程一般可表示为:()22020)(r y y x x =-+- （1）对于最小二乘法的圆拟合，其误差平方的优化目标函数为：[]212020)()(∑=--+-=ni i i r y y x x S式中：()i i y x ,n i ,...,2,1=为圆弧上特征点坐标；n 为参与拟合的特征点数。

在保持这优化目标函数特征的前提上，我们需要对其用一种稍微不同的改进方法来定义误差平方，且其避免了平方根，同时可得到一个最小化问题的直接解，定义如下:[]2122020)()(∑=--+-=ni i i r y y x x E （2）则（2）式可改写为：()2122002200222∑=-+-++-=ni i ii iry y y y x x x x E （3）令,02y B -=,02x A -=22020r y x C -+= 即（3）式可表示为：()222∑=++++=ni i i i i C By Ax y x E由最小二乘法原理，参数A ,B ,C 应使E 取得极小值。

根据极小值的求法，A ,B 和C 应满足()02022=++++=∂∂∑=i ni i i i i x C By Ax y x A E(4) ()02022=++++=∂∂∑=i n i i i i i y C By Ax y x B E(5) ()02022=++++=∂∂∑=n i i i i i C By Ax y x C E(6) 求解方程组，先消去参数C ,则式()()∑=*-*ni i x n 064得()002202030000002=+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑==========ni i ni i i n i i i n i i n i n i i i n i i i n i n i i i n i i x y x y x n x n B y x y x n A x x x n （7）式()()∑=*-*ni i y n 065得()002202030002000=+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑==========ni ini i i n i i i n i i n i n i i i n i i n i n i i i n i i i yy x y x n y n B y y y n A y x y x n （8）令⎪⎭⎫⎝⎛-=∑∑∑===n i n i ni i i i x x x n M 000211（9）⎪⎭⎫⎝⎛-==∑∑∑===n i ni i i n i i i y x y x n M M 0002112（10）⎪⎭⎫⎝⎛-=∑∑∑===n i ni i i n i i y y y n M 000222（11）()∑∑∑∑====+-+=ni ini iin i ii n i ixyx y x n x n H 002202031（12）()∑∑∑∑====+-+=n i ini iini i ini iy yx y x n y n H 02202032（13）将（7），（8）式写成矩阵形式⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡2122211211H H B A M M M M （14）根据式（14）和式（6）可得：21122211221122M M M M M H M H A --=22112112211112M M M M M H M H B --=()nBy Ax y xC ni ii i i∑=+++-=022从而求得最佳拟合圆心坐标()00,y x ，半径r 的拟合值:20A x -=,20B y -=,C B A r 42122-+= 2.仿真数据分析首先设置仿真圆心(x0,y0),半径R0，在根据实际数据任意选取一段圆弧，产生N 组随机数据。

matlab最小二乘法编程

matlab最小二乘法编程
最小二乘法是一种常用的数学方法，可以用来求解数据拟合问题。

在MATLAB中，我们可以通过以下步骤编写最小二乘法程序：
1. 首先，我们需要准备数据。

我们可以使用MATLAB的数据导入工具来导入数据，也可以手动创建一个包含X和Y值的矩阵。

2. 接下来，我们需要定义模型函数。

在最小二乘法中，我们通常使用线性模型 y = a*x + b。

3. 然后，我们需要使用 MATLAB 的 polyfit 函数来求出 a 和 b 的值，并得到拟合直线的参数。

4. 最后，我们可以使用 polyval 函数来计算预测值，并将数据和预测值可视化。

下面是MATLAB的最小二乘法编程示例：
%准备数据
x = [1 2 3 4 5 6];
y = [1.1 1.9 3.1 4.0 5.2 6.1];
%定义模型函数 y = a*x + b
f = @(a,x)(a(1)*x + a(2));
%最小二乘法拟合
a_initial = [1 1];
a_fit = lsqcurvefit(f,a_initial,x,y);
%计算预测值
y_fit = f(a_fit,x);
%绘制数据和拟合直线
plot(x,y,'o',x,y_fit,'-');
legend('原始数据','拟合直线');
xlabel('X');
ylabel('Y');
title('最小二乘法拟合');。

最小二乘法曲线拟合的Matlab程序

最小二乘法曲线拟合的Matlab程序最小二乘法是一种常用的数学优化技术，它通过最小化误差的平方和来找到最佳函数匹配。

在曲线拟合中，最小二乘法被广泛使用来找到最佳拟合曲线。

下面的Matlab程序演示了如何使用最小二乘法进行曲线拟合。

% 输入数据x = [1, 2, 3, 4, 5];y = [2.2, 2.8, 3.6, 4.5, 5.1];% 构建矩阵A = [x(:), ones(size(x))]; % 使用x向量和单位矩阵构建矩阵A% 使用最小二乘法求解theta = (A' * A) \ (A' * y); % 利用最小二乘法的公式求解% 显示拟合曲线plot(x, theta(1) * x + theta(2), '-', 'LineWidth', 2); % 画出拟合曲线hold on; % 保持当前图像plot(x, y, 'o', 'MarkerSize', 10, 'MarkerFaceColor','b'); % 在图像上画出原始数据点xlabel('x'); % 设置x轴标签ylabel('y'); % 设置y轴标签legend('拟合曲线', '原始数据点'); % 设置图例这个程序首先定义了一组输入数据x和y。

然后，它构建了一个矩阵A，这个矩阵由输入数据x和单位矩阵构成。

然后，程序使用最小二乘法的公式来求解最佳拟合曲线的参数。

最后，程序画出拟合曲线和原始数据点。

这个程序使用的是线性最小二乘法，适用于一次曲线拟合。

如果你的数据更适合非线性模型，例如二次曲线或指数曲线，那么你需要使用非线性最小二乘法。

Matlab提供了lsqcurvefit函数，可以用于非线性曲线拟合。

例如：% 非线性模型 y = a * x^2 + b * x + cfun = @(theta, x) theta(1) * x.^2 + theta(2) * x +theta(3);guess = [1, 1, 1]; % 初始猜测值% 使用lsqcurvefit函数求解theta = lsqcurvefit(fun, guess, x, y);% 显示拟合曲线plot(x, fun(theta, x), '-', 'LineWidth', 2); % 画出拟合曲线hold on; % 保持当前图像plot(x, y, 'o', 'MarkerSize', 10, 'MarkerFaceColor','b'); % 在图像上画出原始数据点xlabel('x'); % 设置x轴标签ylabel('y'); % 设置y轴标签legend('拟合曲线', '原始数据点'); % 设置图例这个程序定义了一个非线性函数fun，然后使用lsqcurvefit函数来求解最佳拟合曲线的参数。

最小二乘拟合matlab

最小二乘拟合matlab最小二乘拟合在数学和统计学领域中非常常见，它的主要作用就是通过找到一条线，能够尽可能的拟合一组数据点。

在Matlab中，最小二乘拟合也是一项非常重要的工作，因为在很多实际中，我们需要通过拟合数据来进行预测或者预测某些变量的变化趋势，最小二乘拟合正是可以达到这样的目的。

1、数据的导入和处理在进行最小二乘拟合之前，我们需要先将数据读入到Matlab中。

这里我们以x、y两个数组来模拟数据的导入，代码如下：x = [1,2,3,4,5]; y =[2.2,3.8,6.8,9.5,12.1];接下来，我们需要判断一下数据点是否已经处理好了，如果发现有数据点不符合实际情况，那么我们需要进行数据的清洗和转换。

数据预处理非常重要，因为这直接影响到拟合的效果。

2、数据可视化在拟合数据之前，我们需要对数据进行可视化，使我们能够更加直观地了解数据的分布情况。

Matlab提供了许多画图的函数，如plot、stem、scatter等，可以根据需要选择不同的函数进行绘图。

这里我们使用最基本的plot 函数来进行绘图，代码如下：plot(x, y, 'o')运行该代码之后，我们可以得到如下所示的数据点的散点图。

![image.png](attachment:image.png)从图中可以看出，数据点在大致呈线性，但是还存在一些离群点，这些点需要进行剔除或让它们对拟合的影响减弱。

3、最小二乘拟合在Matlab中，最小二乘拟合有多种实现方式，其具体实现方式取决于拟合模型的类型和数据的特点。

我们在这里介绍基于多项式的最小二乘拟合，即对数据点进行多项式拟合。

这种方法特别适用于数据点线性不够显著时，例如上文所述的例子。

在使用“polyfit”函数之前，我们需要先指定多项式的次数。

这里，我们选择一个二次多项式进行拟合，代码如下：p = polyfit(x,y,2);在上述代码中，“2”指的是二次多项式，函数会返回一个包含拟合系数的向量p。

用MatLab画图（最小二乘法做曲线拟合）

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 用MatLab画图(最小二乘法做曲线拟合) 用 MatLab 画图(最小二乘法做曲线拟合) 帮朋友利用实验数据画图时，发现 MatLab 的确是画图的好工具，用它画的图比Excel光滑、精确。

利用一组数据要计算出这组数据对应的函数表达式从而得到相应图像，MatLab 的程序如下：x=[1 5 10 20 30 40 60 80] y=[15. 4 33. 9 42. 2 50. 556 62. 7 72 81. 1] plot(x, y, ‘ r*’ ) ; legend(‘ 实验数据(xi, yi) ‘ ) xlabel(‘ x’ ) , ylabel(‘ y’ ) , title(‘ 数据点(xi, yi) 的散点图’ ) syms a1 a2 a3 x=[15 10 20 30 40 60 80]; fi=a1. *x. +a2. *x+a3 y=[15. 4 33.9 42. 2 50. 5 56 62. 7 72 81. 1] fi =[a1+a2+a3,25*a1+5*a2+a2+(400*a1+20*a2+a3-101/2) +(900*a1+30*a2+a3-56) +(1600*a1+40*a2+a3-627/10) +(3600*a1+60*a2+a3-72)+(6400*a1+80*a2+a3-811/10) ; Ja1=diff(J, a1) ;Ja2=diff(J, a2) ; Ja3=diff(J, a3) ; Ja11=simple(Ja1) ,Ja21=simple(Ja2) , Ja31=simple(Ja3) A=[114921252, 1656252, 26052; 1656252, 26052, 492; 26052, 492, 16]; B=[9542429/5, 166129/5, 4138/5]; C=B/A, f=poly2sym(C) xi=[1 5 10 20 3040 60 80] ; y=[15. 4 33. 9 42. 2 50. 5 56 62. 7 72 81. 1]; n=length(xi) ; f=-0. 0086. *xi. +1. 3876. *xi+23. 1078;1 / 6x=1: 1/10: 80; F=-0. 0086. *x. +1. 3876. *x+23. 1078; fy=abs(f-y) ; fy2=fy. ; Ew=max(fy) , E1=sum(fy) /n,E2=sqrt((sum(fy2) ) /n) plot(xi, y, ‘ r*’ ) , hold on, plot(x, F, ‘ b-’ ) , hold off legend(‘ 数据点(xi, yi) ‘ , ‘ 拟合曲线f(x) = -0. 0086x +1. 3876x+23. 1078’ ) , xlabel(‘ x’ ) , ylabel(‘ y’ ) , title(‘ 实验数据点(xi, yi) 及拟合曲线f(x) ‘ ) 下图是程序运行后得到的：Su7Tw8VxaW ybXAcZB d#Cf!Eg%FhGj*Ik(Jl-Kn+M o0Np2Or3Ps4R t6Sv7Tw8VxaWzbXAcZBe#Cf! Eg%Fi Gj*Ik)Jl-Kn+Mo1Np2Or3Qs4Rt6Sv7 Uw8Vx aWzbYAc ZBe#Df!Eg%FiHj*Ik) Jm-Kn +Mo1Nq2Or3Qs 5Rt6Sv7Uw9VxaWzbYAdZBe#D f$Eg%F iHj(I k) Jm-Ln+Mo1Nq2Pr3Qs5Ru6S v7Uw9V yaWzbY AdZCe#Df$Eh%FiHj(Il) Jm-Ln0Mo1Nq2Pr4 Qs5Ru6Tv8Uw9VyaXzbYAdZCe !Df$Eh %GiHj (Il) Km-Ln0Mp1Nq2Pr4Qt5Ru 6Tv8U x9VyaXz cYAdZCe! Dg$Eh%Gi*Hj(Il) Km+Ln0M p1Oq2P r4Qt5Su6Tv8Ux9WyaXzcYBdZ Ce!Dg$Fh%Gi* Hk(Il) Km+Lo0Mp1Oq3Pr4Qt5 Su7Tv8Ux9Wyb XzcYBd#Ce!Dg$FhGi*Hk(Jl ) Km+L o0Np1Oq 3Ps4Rt 5Su7Tw8Ux9WybXAcY Bd#Cf!Dg$FhGj*Hk(Jl-Km+Lo0Np2Oq3Ps4 Rt6Su7Tw8Vx9 WybXAcZBd#Cf!Eg$FhGj*Ik (Jl-Kn +Lo0Np2Or3Ps4Rt6Sv7Tw8VxaWybXA cZBe#Cf!Eg%F hGj*Ik) Jl-K n+Mo0Np2Or3Q s4Rt6Sv 7Uw8V xaWzbXAcZBe# D f! Eg%FiGj* Ik) Jm- Kn+Mo1 Nq2Or3Qs5Rt6Sv7Uw9VxaWzb YAcZBe#Df$Eg %FiHj*Ik)---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Jm-Ln+Mo1Nq2Pr 3Qs5Ru 6Sv7Uw 9VyaWzbYAdZBe#Df$Eh%FiH j(Ik) J m-Ln0M o1Nq2Pr4Qs5Ru6Tv7Uw9VyaX zbYAdZC e#Df$ Eh%GiHj(Il) Jm-Ln0Mp1Nq2 Pr4Qt5Ru6Tv8 Uw9VyaXzcYAdZCe!Df$Eh%Gi *Hj(Il) Km+Ln 0Mp1Oq2Pr4Qt5Su6Tv8Ux9Vy aXzcYB dZCe!D g$Eh%Gi*Hk(Il) Km+Lo0Mp1O q3Pr4Qt5Su7Tv8Ux9WyaXzc Y Bd#Ce!Dg$Fh %Gi*Hk( Jl) Km +Lo0Np1Oq3Ps 4 Qt5Su7Tw8Ux 9WybXzcYBd#C f!Dg$FhGi*H k (Jl-Km+Lo0N p2Oq3Ps4Rt5S u7Tw8Vx9WybX AcYBd#Cf! Eg$ FhGj*Ik (Jl- Kn+Lo0Np2Or3 P s4Rt6Su7Tw8 VxaWybXA cZBd #Cf!Eg%FhGj * Ik) Jl-Kn+Mo 0Np2Or3Qs4Rt 6Sv7Tw8VxaWz bXAcZBe#Cf!E g%FiGj*Ik) J m-Kn+Mo1Np2O r 3Qs5Rt6Sv7U w8VxaWzbYAcZ Be#Df! Eg%Fi H j*Ik) Jm-Ln+ Mo1Nq2O r3Qs5 Ru6Sv7Uw9Vxa W zbYAdZBe#Df $Eh%Fi Hj(Ik ) Jm-Ln0Mo1Nq 2Pr3Qs5Ru6Tv 7Uw9Vya WzbYA dZCe#Df$Eh%G iHj(Il) Jm-L n0Mp1Nq2Pr4Q s5Ru6Tv8Uw9V ya XzbYAdZCe! Df$Eh%Gi*Hj( Il) Km-Ln0Mp1 Oq 2Pr4 Qt5Ru6Tv8Ux9Vy aXz cYAdZCe!Dg$E h%G i*Hk(Il) K m+Ln0Mp1O q3P r4Qt5Su6Tv8U x9WyaXzcYBd# Ce!Dg$Fh% Gi* Hk(Jl) Km+Lo0 Mp1Oq3Ps4Qt5 Su7Tv8Ux9Wyb XzcYBd#Cf! Dg $F hGi*Hk(Jl -Km+Lo0N p1Oq 3Ps4Rt5Su7Tw 8U x9WybXAcYB d#Cf!Eg$F hG j*Hk(Jl-Kn+Lo0Np2O q3Ps4Rt 6Su7Tw8Vx9WybXAcZBd#Cf!E g%FhGj*Ik(J l-Kn+Mo0Np2O r3Ps4Rt6Sv7T w8Vxa WzbXAcZ Be#Cf! Eg%Fi Gj*Ik) Jl-Kn+ Mo1Np2Or3Qs4 Rt6Sv7Uw8VxaWzbYAcZBe#Df !Eg%FiHj*Ik )3 / 6Jm-Kn+Mo1Nq2Or3Qs5Rt6Sv 7Uw9Vx aWzbYA dZBe#Df$Eg%FiHj(Ik) Jm-L n+Mo1Nq2Pr3Q s5Ru6Sv7Uw9VyaWzbYAdZCe# Df$Eh %FiHj( Il) Jm-Ln0Mo1Nq2Pr4Qs5Ru6 Tv8Uw9VyaXzb YAdZCe!Df$Eh%GiHj(Il) Km -Ln0Mp 1Nq2Pr 4Qt5Ru6Tv8Ux9VyaXzcYAdZC e!Dg$E h%Gi*H j(Il) Km+Ln0Mp1Oq2Pr4Qt5S u6Tv8U x9WyaX zcYBdZCe! Dg$Fh%Gi*Hk(Il) Km+Lo0Mp1Oq3 Pr4Qt5Su7Tv8Ux9WybXzcYBd #Ce!D g$FhGi *Hk(Jl ) Km+Lo0Np1Oq3Ps4R t5Su7Tw8Ux9T v7Uw9VyaXzbYAdZCe#Df$Eh% GiHj( Il) Jm- Ln0Mp1Nq2Pr4Qs5Ru6Tv8Uw9 VyaXzcY AdZCe !Df$Eh%Gi*Hj(Il) Km-Ln0Mp 1Oq2Pr 4Qt5Ru 6Tv8Ux9VyaXzcYBdZCe! Dg$E h%Gi*Hk(Il) K m+Ln0Mp1Oq3Pr4Qt5Su6Tv8U x9WyaX zcYBd# Ce!Dg$Fh%Gi*Hk(Jl) Km+Lo0 Mp1Oq3P s4Qt5 Su7Tw8Ux9Wyb X zcYBd#Cf!Dg $FhGi*Hk(Jl -Km+Lo0Np1Oq3Ps4Rt5Su7Tw 8Vx9Wy bXAcYB d#Cf! Eg$FhGj*Hk(Jl-Kn+L o0Np2O q3Ps4R t6Su7Tw8VxaWybXAcZBd#Cf! Eg%Fh Gj*Ik( Jl-Kn+Mo0Np2Or3Ps4Rt6Sv7 Tw8Vxa WzbXAc ZBe#Cf!Eg%FiGj*Ik) Jl-Kn +Mo1Np2Or3Qs 5Rt6Sv7Uw8Vx a WzbYAcZBe#D f! Eg%FiHj*Ik) Jm-Kn+Mo1 Nq 2Or3Qs5Ru6 Sv7Uw9Vx aWzb YAdZBe#Df$Eg %F iHj(Ik) Jm -Ln+Mo1N q2Pr 3Qs5Ru6Tv7Uw 9VyaWzbYAdZC e#Df$Eh%FiH j(Il) Jm-Ln0M o1Nq2Pr4Qs5R u6Tv8Uw9VyaX zbYAdZCe! Df$ E h%GiHj(Il) Km-Ln0Mp 1Oq2 Pr4Qt5Ru6Tv8 U x9VyaXzcYAd ZCe!Dg$E h%Gi *Hj(Il) Km+Ln 0Mp1Oq3Pr4Qt 5Su6Tv8Ux9Wy aXzcYBdZCe!D g $Fh%Gi*Hk(I l)---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Km+Lo0Mp1O q3Ps4Qt5Su7T v 8Ux9WybXzcY Bd#Ce! D g$Fh Gi*Hk(Jl) Km+ L o0Np1Oq3Ps4 Rt5Su7T w8Ux9 WybXAcYBd#Cf !Dg$FhGj*Hk (Jl-Km+ Lo0Np 2Oq3Ps4Rt6Su 7Tw8Vx9WybXA cZBd#Cf ! Eg$F hGj*Ik(Jl-K n+Mo0Np2Or3P s4Rt6Sv 7Tw8V xaWybXAcZBe# C f!Eg% FhGj*Ik) Jl-K n+Mo 1Np2Or3Qs4Rt 6Sv 7Uw8VxaWz bXAcZBe#D f!E g%FiGj*Ik) J m- Kn+Mo1Nq2O r3Qs5Rt6Sv7U w9VxaWzbYAcZ Be#Df$Eg%Fi Hj*Ik) Jm-Ln+ Mo1Nq2Pr3Qs5 Ru6Sv7Uw9Vya WzbYAdZBe#Df $Eh%FiHj(Il ) Jm -Ln0Mo1Nq 2Pr4Qs5Ru 6Tv 7Uw9VyaXzbYA dZCe#Df$Bd#C f! Eg%FhGj*I k(Jl-Kn+Mo0Np2O r3Qs4Rt 6Sv7Tw8VxaWzbXAcZBe#Cf!E g%FiGj*Ik) J l-Kn+Mo1Np2O r3Qs5Rt6Sv7U w8Vxa WzbYAcZ Be#Df! Eg%Fi Hj*Ik) Jm-Kn+ Mo1Nq2Or3Qs5 Ru6Sv7Uw9VxaWzbYAdZBe#Df $Eg%FiHj(Ik ) Jm-Ln0Mo1Nq2Pr3Qs5Ru6Tv 7Uw9Vy aWzbYA dZCe#Df$Eh%FiHj(Il) Jm-L n0Mp1Nq2Pr4Q s5Ru6Tv8Uw9VyaXzbYAdZCe! Df$Eh %GiHj( Il) Km-Ln0Mp1Oq2Pr4Qt5Ru6 Tv8Ux9VyaXzc YAdZCe!Dg$Eh%Gi*Hj(Il) Km +Ln0Mp 1Oq3Pr 4Qt5Su6Tv8Ux9WyaXzcYBdZC e!Dg$F h%Gi*H k(Jl) Km+Lo0Mp1Oq3Ps4Qt5S u7Ts5R u6Sv7U w9VyaWzbYAdZBe#Df$Eh%Fi Hj(Ik)Jm-Ln0 Mo1Nq2Pr4Qs5Ru6Tv7Uw9Vya XzbYA dZCe#Df $Eh%Gi Hj(Il) Jm-Ln0Mp1N q2Pr4Qt5Ru6T v8Uw9VyaXzcYAdZCe!Df$Eh% Gi*Hj( Il) Km- Ln0Mp1Oq2Pr4Qt5Su6Tv8Ux9 VyaXzcY BdZCe !Dg$Eh%Gi*Hk(Il) Km+Ln0Mp 1Oq3Pr4Qt5Su5 / 67Tv8Ux9WyaXzcYBd#Ce! Dg$F h%Gi*Hk (Jl) K m+Lo0Np1Oq3Ps4Qt5Su7Tw8U x9WybX zcYBd# Cf!Dg$FhGi*Hk(Jl-Km+Lo0 Np2Oq3Ps4Rt5 Su7Tw8Vx9WybXAcYBd#Cf!Eg $FhGj*Hk(Jl -Kn+Lo0Np2Or3Ps4Rt6Su7Tw 8VxaWy bXAcZB d#Cf! Eg%FhG j*Ik(Jl-Kn+M o0Np2O r3Qs4R t6Sr4Qt5Su6Tv8Ux9WyaXzcY BdZCe!Dg$Fh% Gi*Hk(Il) Km+Lo0Mp1Oq3Pr4 Qt5Su7Tv8Ux9 WybXzcYBd#Ce! Dg$FhGi*Hk (Jl) Km +Lo0Np 1Oq3Ps4Rt5Su7Tw8Ux9WybXA cYBd#Cf!Dg$FhGj*Hk(Jl- K m+Lo0Np2Oq3 Ps4Rt6Su7Tw8 Vx9WybXAcZBd # Cf!Eg$FhGj *Ik(Jl- Kn+Lo 0Np2Or3Ps4Rt 6Sv7Tw8VxaWy bXAcZBe#Cf!E g%FhGj*Ik) J l-Kn+Mo0Np2O r3Qs4Rt6Sv7U w8VxaWzbXAcZ B e#Df!Eg%Fi Gj*Ik) J m-Kn+ Mo1Nq2Or3Qs5 R t6Sv7Uw9Vxa WzbYAcZB e#Df $Eg%Ff! Dg$Fh Gi*Hk(Jl-Km +Lo0Np1Oq3Ps 4Rt5Su7Tw8Vx 9W ybXAcYBd#C f!Eg$Fh Gj*H k(Jl-Kn+Lo0N p2Oq3Ps4Rt6S u7Tw8Vxa WybX AcZBd#Cf!Eg% F hGj*Ik(Jl- Kn+Mo0N p2Or3 Ps4Rt6Sv7Tw8 V xaWzbXAcZBe #Cf!Eg% FiGj *Ik) Jl-Kn+Mo 1Np2Or3Qs5Rt 6Sv7Uw8V xaWz bYAcZBe#Df!E g%FiHj*Ik) J m-Kn+Mo1Nq2O r3Qs5Ru6Sv7U w9VxaW zbYAdZBe#Df$Eg %Fi Hj(Ik) Jm-Ln +M o1Nq2Pr3Qs 5Ru6Tv7U w9Vy aWzbYAdZCe#D f$Eh%FiHj(I l) Jm-Ln0Mo1N q2Pr4Qs5Or3P s4Rt6Su7Tw8V xaWybXAcZ Be# Cf! Eg%FhGj* I。

最小二乘法曲线拟合的Matlab程序

方便大家使用的最小二乘法曲线拟合的Matlab程序非常方便用户使用,直接按提示操作即可;这里我演示一个例子:(红色部分为用户输入部分,其余为程序运行的结果,结果图为Untitled.fig,Untitled2.fig) 请以向量的形式输入x,y.x=[1,2,3,4]y=[3,4,5,6]通过下面的交互式图形，你可以事先估计一下你要拟合的多项式的阶数，方便下面的计算.polytool()是交互式函数,在图形上方[Degree]框中输入阶数,右击左下角的[Export]输出图形回车打开polytool交互式界面回车继续进行拟合输入多项式拟合的阶数m = 4Warning: Polynomial is not unique; degree >= number of data points. > In polyfit at 72In zxecf at 64输出多项式的各项系数a = 0.0200000000000001a = -0.2000000000000008a = 0.7000000000000022a = 0.0000000000000000a = 2.4799999999999973输出多项式的有关信息 SR: [4x5 double]df: 0normr: 2.3915e-015Warning: Zero degrees of freedom implies infinite error bounds.> In polyval at 104In polyconf at 92In zxecf at 69观测数据拟合数据x y yh1.0000 3.0000 3.00002.0000 4.0000 4.00003 5 54.0000 6.0000 6.0000剩余平方和 Q = 0.000000标准误差 Sigma = 0.000000相关指数 RR = 1.000000请输入你所需要拟合的数据点，若没有请按回车键结束程序.输入插值点x0 = 3输出插值点拟合函数值 y0 = 5.0000>>结果：untitled.figuntitled2.fig一些matlab优化算法代码的分享代码的目录如下：欢迎讨论1.约束优化问题：minRosen(Rosen梯度法求解约束多维函数的极值)(算法还有bug) minPF(外点罚函数法解线性等式约束)minGeneralPF(外点罚函数法解一般等式约束)minNF(内点罚函数法)minMixFun(混合罚函数法)minJSMixFun(混合罚函数加速法)minFactor(乘子法)minconPS(坐标轮换法)(算法还有bug)minconSimpSearch(复合形法)2.非线性最小二乘优化问题minMGN(修正G-N法)3.线性规划：CmpSimpleMthd(完整单纯形法)4.整数规划(含0-1规划)DividePlane(割平面法)ZeroOneprog(枚举法)5.二次规划QuadLagR(拉格朗日法)ActivedeSet(起作用集法)6.辅助函数(在一些函数中会调用)minNT(牛顿法求多元函数的极值)Funval(求目标函数的值)minMNT(修正的牛顿法求多元函数极值)minHJ(黄金分割法求一维函数的极值)7.高级优化算法1）粒子群优化算法(求解无约束优化问题)1>PSO(基本粒子群算法)2>YSPSO(待压缩因子的粒子群算法)3>LinWPSO(线性递减权重粒子群优化算法)4>SAPSO(自适应权重粒子群优化算法)5>RandWSPO(随机权重粒子群优化算法)6>LnCPSO(同步变化的学习因子)7>AsyLnCPSO(异步变化的学习因子)(算法还有bug)8>SecPSO(用二阶粒子群优化算法求解无约束优化问题)9>SecVibratPSO(用二阶振荡粒子群优化算法求解五约束优化问题)10>CLSPSO(用混沌群粒子优化算法求解无约束优化问题)11>SelPSO(基于选择的粒子群优化算法)12>BreedPSO(基于交叉遗传的粒子群优化算法)13>SimuAPSO(基于模拟退火的粒子群优化算法)2)遗传算法1>myGA(基本遗传算法解决一维约束规划问题)2>SBOGA(顺序选择遗传算法求解一维无约束优化问题)3>NormFitGA(动态线性标定适应值的遗传算法求解一维无约束优化问题)4>GMGA(大变异遗传算法求解一维无约束优化问题)5>AdapGA(自适应遗传算法求解一维无约束优化问题)6>DblGEGA(双切点遗传算法求解一维无约束优化问题)7>MMAdapGA(多变异位自适应遗传算法求解一维无约束优化问题)自己编写的马尔科夫链程序A 代表一组数据序列一维数组本程序的操作对象也是如此t=length(A); % 计算序列“A”的总状态数B=unique(A); % 序列“A”的独立状态数顺序，“E”E=sort(B,'ascend');a=0;b=0;c=0;d=0;for j=1:1:ttLocalization=find(A==E(j)); % 序列“A”中找到其独立状态“E”的位置for i=1:1:length(Localization)if Localization(i)+1>tbreak; % 范围限定elseif A(Localization(i)+1)== E(1)a=a+1;elseif A(Localization(i)+1)== E(2)b=b+1;elseif A(Localization(i)+1)== E(3)c=c+1;% 依此类推，取决于独立状态“E”的个数elsed=d+1;endendT(j,1:tt)=[a,b,c,d]; % “T”为占位矩阵endTT=T;for u=2:1:ttTT(u,:)= T(u,:)- T(u-1,:);endTT; % 至此，得到转移频数矩阵Y=sum(TT,2);for uu=1:1:ttTR(uu,:)= TT(uu,:)./Y(uu,1);endTR % 最终得到马尔科夫转移频率/概率矩阵% 观测序列马尔科夫性质的检验：N=numel(TT);uuu=1;Col=sum(TT,2); % 对列求和Row=sum(TT,1); % 对行求和Total=sum(Row); % 频数总和for i=1:1:ttfor j=1:1:ttxx(uuu,1)=sum((TT(i,j)-(Row(i)*Col(j))./Total).^2./( (Row(i)*Col(j)). /Total));uuu=uuu+1; % 计算统计量x2endendxx=sum(xx)。

MATLAB最小二乘拟合源程序

for N = 1:length(t) Alp3 = t(N)*((t(N)-Alpha2)*(t(N)-Alpha1)-Beta1*P0_x)^2; Alpha3_1 = Alpha3_1 + Alp3; Alp4 = ((t(N)-Alpha2)*(t(N)-Alpha1)-Beta1*P0_x)^2; Alpha3_2 = Alpha3_2 + Alp4; end Alpha3 = sym((Alpha3_1)/(Alpha3_2)); % 计算得到Alpha1 fprintf('系数Alpha3为：Alpha3 = %f\n',eval(Alpha3)) % 计算系数Beta2. Beta2_1 = 0; Beta2_2 = 0; for N = 1:length(t) Bt3 = ((t(N)-Alpha2)*(t(N)-Alpha1)*P0_x-Beta1*P0_x)^2; Beta2_1 = Beta2_1 + Bt3; Bt4 = ((t(N)-Alpha1)*P0_x)^2; Beta2_2 = Beta2_2 + Bt4; end Beta2 = sym(Beta2_1/Beta2_2); % 计算得到Beta2 fprintf('系数Beta2为：Beta2 = %f\n',eval(Beta2)); % 计算正交多项式P3_x. syms x P3_x = collect((x-Alpha3)*P2_x-Beta2*P1_x); % 得到3次正交多项式. % 计算系数a0_*,a1_*,a2_*,a3_*. a0_1 = 0; a0_2 = 0; a1_1 = 0; a1_2 = 0; a2_1 = 0; a2_2 = 0; a3_1 = 0; a3_2 = 0; for ii = 1:length(t) a1 = y(ii)*P0_x; a0_1 = a0_1 + a1; a2 = P0_x^2; a0_2 = a0_2 + a2; a3 = y(ii)*(t(ii)-Alpha1)*P0_x; a1_1 = a1_1 + a3; a4 = (t(ii)-Alpha1)^2; a1_2 = a1_2 + a4; a5 = y(ii)*((t(ii)-Alpha2)*(t(ii)-Alpha1)-Beta1*P0_x);

matlab最小二乘拟合代码

matlab最小二乘拟合代码Matlab是一种强大的科学计算软件，广泛应用于工程、科学、金融等领域。

在数据分析和拟合中，最小二乘拟合是一种常见的方法。

本文将介绍如何使用Matlab进行最小二乘拟合，并给出相应的代码示例。

最小二乘拟合是一种寻找最优拟合曲线的方法，通过最小化实际观测值与拟合曲线之间的残差平方和来实现。

在Matlab中，可以使用lsqcurvefit函数来进行最小二乘拟合。

我们需要准备一组实验数据。

假设我们有一组数据(x, y)，其中x 为自变量，y为因变量。

我们的目标是找到一个拟合曲线，使得该曲线能够最好地描述观测数据。

接下来，我们需要定义一个拟合函数。

拟合函数是一个与自变量x 和待拟合参数有关的函数。

在Matlab中，拟合函数通常定义为一个函数句柄，即一个指向拟合函数的指针。

假设我们要进行线性拟合，即拟合函数为y = a * x + b，其中a 和b为待拟合参数。

我们可以使用匿名函数来定义拟合函数，代码示例如下：```matlabfitfunc = @(p, x) p(1) * x + p(2);```其中p为待拟合参数，x为自变量。

接下来，我们可以使用lsqcurvefit函数进行最小二乘拟合。

该函数的调用形式为：```matlabpfit = lsqcurvefit(fitfunc, p0, x, y);```其中fitfunc为拟合函数，p0为待拟合参数的初始值，x和y为观测数据。

我们可以绘制拟合曲线并与观测数据进行对比。

代码示例如下：```matlabx_fit = linspace(min(x), max(x), 100); % 生成用于绘制拟合曲线的自变量y_fit = fitfunc(pfit, x_fit); % 计算拟合曲线的因变量figure;plot(x, y, 'ro'); % 绘制观测数据hold on;plot(x_fit, y_fit, 'b-'); % 绘制拟合曲线legend('观测数据', '拟合曲线');xlabel('x');ylabel('y');title('最小二乘拟合');```通过运行上述代码，我们可以得到最小二乘拟合的结果，并绘制出观测数据和拟合曲线的图像。

最小二乘法曲线拟合_原理及matlab实现

曲线拟合（curve-fitting ）：工程实践中，用测量到的一些离散的数据},...2,1,0),,{(m i y x i i =求一个近似的函数)(x ϕ来拟合这组数据，要求所得的拟合曲线能最好的反映数据的基本趋势（即使)(x ϕ最好地逼近()x f ，而不必满足插值原则。

因此没必要取)(i x ϕ=i y ，只要使i i i y x -=)(ϕδ尽可能地小）。

原理：给定数据点},...2,1,0),,{(m i y x i i =。

求近似曲线)(x ϕ。

并且使得近似曲线与()x f 的偏差最小。

近似曲线在该点处的偏差i i i y x -=)(ϕδ，i=1,2,...,m 。

常见的曲线拟合方法:1.使偏差绝对值之和最小2.使偏差绝对值最大的最小3.使偏差平方和最小最小二乘法：按偏差平方和最小的原则选取拟合曲线，并且采取二项式方程为拟合曲线的方法,称为最小二乘法。

推导过程：1. 设拟合多项式为：2. 各点到这条曲线的距离之和，即偏差平方和如下：3. 问题转化为求待定系数0a ...k a 对等式右边求i a 偏导数，因而我们得到了： .......4、把这些等式化简并表示成矩阵的形式，就可以得到下面的矩阵：5. 将这个范德蒙得矩阵化简后可得到:6. 也就是说X*A=Y ，那么A = (X'*X)-1*X'*Y ，便得到了系数矩阵A ，同时，我们也就得到了拟合曲线。

MATLAB 实现：MATLAB 提供了polyfit （）函数命令进行最小二乘曲线拟合。

调用格式：p=polyfit(x,y,n)[p,s]= polyfit(x,y,n)[p,s,mu]=polyfit(x,y,n)x,y 为数据点，n 为多项式阶数，返回p 为幂次从高到低的多项式系数向量p 。

x 必须是单调的。

矩阵s 包括R （对x 进行QR 分解的三角元素）、df(自由度）、normr(残差）用于生成预测值的误差估计。