多階函式最小二乘擬合

2021-08-20 05:00:22 字數 2071 閱讀 8568

1.問題提出:

給出一堆資料,假設有n組(x,y),求乙個k階擬合,使擬合後的曲線,最接近給出的資料趨勢,如下圖公式(0)。

2.解決方案:

這裡給出三種擬合方案:

1)絕對值之和最小,見公式(1)。

2)差值平方和最小,見公式(2)。(即最小二乘擬合)。

3)使差值絕對值最大的資料值最小,見公式(3)。

3.最小二乘擬合

3.1 思想

對ai求偏導,i=1~k。

以上範德蒙矩陣化簡之後:

由以上,即可以把擬合的係數定下來了。

切記,擬合的過程中,不能過擬合,也不能欠擬合。階數,要根據實際情況擬定。

示例:%%最小二乘模擬,

%%n階

clc;clear;close all;

%%確定階數

order=9;

x=-1:0.02:1;

i=1;

for a=-1:0.02:1

y(i)=((a*a-1)*(a*a-1)*(a*a-1)+0.5)*sin(2*a);

i=i+1;

end% plot(x,y,'r-');

grid on;

%%%對曲線加噪

w=randn(length(x))/20;

for i=1:1:101

y1(i)=y(i)+w(i);

endhold on;

plot(x,y1,'b.')

legend('real','jiazao',-1);

%%plot(x,'g*')

%%%對曲線進行擬合

%%x*a=y;a=[inv(x'*x)*x']*y;

lenrow=length(x);

lencol=order+1;

matrixx=zeros(lenrow,lencol);

%%往matrix裡面填 值

for i=1:1:lenrow

for j=1:1:lencol

matxtemp=1;

for k=j-1

matxtemp=1*x(i)^k;

endmatrixx(i,j)=matxtemp;

endend

matrixy=y1';

%%solve a

matrixtemp1=matrixx'*matrixx;

invmatrixtemp=inv(matrixtemp1);

matrixatemp=invmatrixtemp*matrixx';

matrixa=matrixatemp*matrixy;

% matrixa=inv(matrixx'.*matrixx).*matrixx'.*matrixy;

matrixy0=zeros(1,length(y1));

for i=1:1:length(y1)

matrixtemp=1;

matrixy0(i)=0;

for k=1:1:order+1

matrixy0(i)=matrixy0(i)+matrixa(k)*x(i)^(k-1);

endend

%%plot(a,matrixy0,'r-');

擬合結果對比:

最小二乘擬合 6 7 最小二乘擬合問題

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