這個過程比較詳細,我主要參考的是這個:
這個對概念介紹的比較清楚:
其他參考:
知網**:四引數正弦曲線擬合的一種收斂演算法_梁志國
前些天寫了計算方法與實現的**,為了完成**中模型的搭建,特意去學習了正弦函式的引數擬合方法。在這裡記錄一下。
有待擬合正弦函式:
對於該函式f(x),由於其四個未知引數分布複雜,是乙個求非線性方程組解的最小平方和的問題,因此它難以直接使用最小二乘法來進行擬合。經典的高斯牛頓法擬合四引數正弦函式具體方法如下:
對於正弦函式記待估計係數向量為
,則在此係數下, 記
。假設已知n個點
,要使用以上點集擬合函式 f(x),則需使得殘差平方和
最小。也就是使
設,對上述偏微分方程進行求導化簡,易得以下非線性方程組
此時需要採用高斯牛頓法解此四元非線性方程組。
記向量函式:
以及雅可比矩陣
對於某個係數向量近似解
,對向量函式
做一階taylor展開,得:
至此,我們實際上得到了乙個newton迭代公式,即:
只需要設定初值
,並代入迭代式進行一定次數的迭代,就能求出指定收斂精度下的近似解
,使得殘差平方和逼近最小。
在計算時,可記
,將牛頓迭代式轉變成:
該式第二行為線性方程組:
此線性方程組可使用高斯消元法或雅可比迭代法求解。
,為指定精度,當
時即可停止迭代。
在使用高斯牛頓法解正弦函式擬合問題時,需格外注意初值
,初值選取不當可能會導致迭代發散或者收斂到區域性最優值上。
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