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:t
t
lsqcurvefit
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