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假设 'h' 是 x,y,z 和 t 的函数,它给了我们一条曲线 (t,h)(模拟)。同时我们也观察到了图表(h 对 t 的观察值)。如何通过优化 x,y 和 z 的值来减少观察 (t,h) 和模拟 (t,h) 图之间的差异?我想更改模拟图,使其模拟越来越接近 MATLAB/Python 中观察到的图。在文献中,我读到人们用 Lavenberg-marquardt 算法做了同样的事情,但不知道该怎么做?

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您实际上是在尝试拟合参数x,y,z化函数的参数h(x,y,z;t)

MATLAB

没错,在 MATLAB 中,您应该使用lsqcurvefit优化工具箱或fit曲线拟合工具箱(我更喜欢后者)。

查看以下文档lsqcurvefit

x = lsqcurvefit(fun,x0,xdata,ydata);

它在文档中说您有一个F(x,xdata)带有系数x和样本点的模型xdata,以及一组测量值ydata。该函数返回最小二乘参数集x,您的函数使用它最接近测量值。

lsqcurvefit拟合算法通常需要起点,一些实现可以随机选择,以防万一x0。如果你有

h = @(x,y,z,t) ... %// actual function here
t_meas = ... %// actual measured times here
h_meas = ... %// actual measured data here

然后在 的约定中lsqcurvefit

fun   <--> @(params,t) h(params(1),params(2),params(3),t)
x0    <--> starting guess for [x,y,z]: [x0,y0,z0]
xdata <--> t_meas
ydata <--> h_meas

您的函数h(x,y,z,t)应在 中进行矢量化,以便返回值中的t矢量输入与. 然后调用将为您提供最佳参数集:ttlsqcurvefit

x = lsqcurvefit(@(params,t) h(params(1),params(2),params(3),t),[x0,y0,z0],t_meas,h_meas);
h_fit = h(x(1),x(2),x(3),t_meas);  %// best guess from curve fitting

Python

在 python 中,你必须使用scipy.optimize模块,scipy.optimize.curve_fit尤其是类似的东西。使用上述约定,您需要类似以下内容:

import scipy.optimize as opt

popt,pcov = opt.curve_fit(lambda t,x,y,z: h(x,y,z,t), t_meas, y_meas, p0=[x0,y0,z0])

请注意,p0起始数组是可选的,但如果缺少,所有参数都将设置为 1。您需要的结果是popt数组,其中包含 的最佳值[x,y,z]

x,y,z = popt
h_fit = h(x,y,z,t_meas)
于 2016-03-10T12:02:14.513 回答