MATLAB实例:多元函数拟合(线性与非线性)

作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/

更多请看:随笔分类 - MATLAB作图

之前写过一篇博文,是关于一元非线性曲线拟合,自定义曲线函数

现在用最小二乘法拟合多元函数,实现线性拟合与非线性拟合,其中非线性拟合要求自定义拟合函数。

下面给出三种拟合方式,第一种是多元线性拟合(回归),第二三种是多元非线性拟合,实际中第二三种方法是一个意思,任选一种即可,推荐第二种拟合方法。

1. MATLAB程序

fit_nonlinear_data.m

function [beta, r]=fit_nonlinear_data(X, Y, choose)
% Input: X 自变量数据(N, D), Y 因变量(N, 1),choose 1-regress, 2-nlinfit 3-lsqcurvefit
if choose==1
X1=[ones(length(X(:, 1)), 1), X];
[beta, bint, r, rint, states]=regress(Y, X1)
% 多元线性回归
% y=beta(1)+beta(2)*x1+beta(3)*x2+beta(4)*x3+...
% beta—系数估计
% bint—系数估计的上下置信界
% r—残差
% rint—诊断异常值的区间
% states—模型统计信息
rcoplot(r, rint)
saveas(gcf,sprintf('线性曲线拟合_残差图.jpg'),'bmp');
elseif choose==2
beta0=ones(7, 1);
% 初始值的选取可能会导致结果具有较大的误差。
[beta, r, J]=nlinfit(X, Y, @myfun, beta0)
% 非线性回归
% beta—系数估计
% r—残差
% J—雅可比矩阵
[Ypred,delta]=nlpredci(@myfun, X, beta, r, 'Jacobian', J)
% 非线性回归预测置信区间
% Ypred—预测响应
% delta—置信区间半角
plot(X(:, 1), Y, 'k.', X(:, 1), Ypred, 'r');
saveas(gcf,sprintf('非线性曲线拟合_1.jpg'),'bmp');
elseif choose==3
beta0=ones(7, 1);
% 初始值的选取可能会导致结果具有较大的误差。
[beta,resnorm,r, ~, ~, ~, J]=lsqcurvefit(@myfun,beta0,X,Y)
% 在最小二乘意义上解决非线性曲线拟合(数据拟合)问题
% beta—系数估计
% resnorm—残差的平方范数 sum((fun(x,xdata)-ydata).^2)
% r—残差 r=fun(x,xdata)-ydata
% J—雅可比矩阵
[Ypred,delta]=nlpredci(@myfun, X, beta, r, 'Jacobian', J)
plot(X(:, 1), Y, 'k.', X(:, 1), Ypred, 'r');
saveas(gcf,sprintf('非线性曲线拟合_2.jpg'),'bmp');
end
end function yy=myfun(beta,x) %自定义拟合函数
yy=beta(1)+beta(2)*x(:, 1)+beta(3)*x(:, 2)+beta(4)*x(:, 3)+beta(5)*(x(:, 1).^2)+beta(6)*(x(:, 2).^2)+beta(7)*(x(:, 3).^2);
end

demo.m

clear
clc
X=[1 13 1.5; 1.4 19 3; 1.8 25 1; 2.2 10 2.5;2.6 16 0.5; 3 22 2; 3.4 28 3.5; 3.5 30 3.7];
Y=[0.330; 0.336; 0.294; 0.476; 0.209; 0.451; 0.482; 0.5];
choose=1;
fit_nonlinear_data(X, Y, choose)

2. 结果

(1)多元线性拟合(regress)

choose=1:

>> demo

beta =

   0.200908829282537
0.044949392540298
-0.003878606875016
0.070813489681112 bint = -0.026479907290565 0.428297565855639
-0.057656451966002 0.147555237046598
-0.017251051845827 0.009493838095795
0.000201918738160 0.141425060624065 r = 0.028343433030705
-0.066584917256987
0.038333946339215
0.037954851676187
-0.082126284727611
0.058945364984698
-0.010982985302994
-0.003883408743214 rint = -0.151352966773048 0.208039832834458
-0.188622801533810 0.055452967019837
-0.090283529625345 0.166951422303776
-0.090266067743345 0.166175771095720
-0.108068661106325 -0.056183908348897
-0.130409602930181 0.248300332899576
-0.206254481234707 0.184288510628719
-0.184329400080620 0.176562582594191 states = 0.768591079367914 4.428472778943478 0.092289917768436 0.004625488283939

(2)多元非线性拟合(nlinfit)

choose=2:

>> demo

beta =

   0.312525876099987
0.015300533415459
-0.036942272680920
0.299760796634952
0.009412595106141
0.000976411370591
-0.062931846673372 r = 1.0e-03 * -0.047521336834000
0.127597019984715
-0.092883949615763
-0.040370056416994
0.031209476614974
0.211856736183458
-0.727835090583939
0.537947200592082 J = 1.0e+02 * 0.010000000000266 0.010000000001236 0.129999999998477 0.014999999999641 0.010000000007909 1.689999999969476 0.022499999999756
0.010000000000266 0.014000000006524 0.189999999999301 0.029999999999283 0.019600000006932 3.609999999769248 0.089999999999024
0.010000000000266 0.018000000011811 0.249999999990199 0.009999999999965 0.032399999999135 6.250000000033778 0.010000000000377
0.009999999999679 0.022000000005116 0.099999999998065 0.025000000000218 0.048400000003999 1.000000000103046 0.062500000001264
0.009999999999972 0.025999999998421 0.159999999998889 0.004999999999982 0.067599999997174 2.559999999999039 0.002499999999730
0.009999999999679 0.029999999991726 0.219999999999713 0.019999999999930 0.089999999993269 4.839999999890361 0.040000000000052
0.009999999999092 0.033999999985031 0.279999999990611 0.034999999998348 0.115599999997155 7.839999999636182 0.122500000000614
0.010000000000266 0.034999999992344 0.299999999994194 0.037000000000420 0.122499999994626 8.999999999988553 0.136899999999292 Ypred = 0.330047521336834
0.335872402980015
0.294092883949616
0.476040370056417
0.208968790523385
0.450788143263817
0.482727835090584
0.499462052799408 delta = 0.011997285626178
0.011902559677366
0.011954353934643
0.012001513980794
0.012005923574387
0.011706970437467
0.007666390995581
0.009878186927507

(3)多元非线性拟合(lsqcurvefit)

choose=3:

>> demo

beta =

   0.312525876070457
0.015300533464733
-0.036942272680581
0.299760796608728
0.009412595094407
0.000976411370579
-0.062931846666179 resnorm = 8.937848643213721e-07 r = 1.0e-03 * 0.047521324135769
-0.127597015215197
0.092883952947764
0.040370060121864
-0.031209466218374
-0.211856745335304
0.727835089662676
-0.537947200236699 J = 1.0e+02 * (1,1) 0.010000000000000
(2,1) 0.010000000000000
(3,1) 0.010000000000000
(4,1) 0.010000000000000
(5,1) 0.010000000000000
(6,1) 0.010000000000000
(7,1) 0.010000000000000
(8,1) 0.010000000000000
(1,2) 0.010000000000000
(2,2) 0.014000000059605
(3,2) 0.017999999970198
(4,2) 0.022000000029802
(5,2) 0.026000000014901
(6,2) 0.030000000000000
(7,2) 0.034000000059605
(8,2) 0.035000000000000
(1,3) 0.130000000000000
(2,3) 0.190000000000000
(3,3) 0.250000000000000
(4,3) 0.100000000000000
(5,3) 0.160000000000000
(6,3) 0.220000000000000
(7,3) 0.280000000000000
(8,3) 0.300000000000000
(1,4) 0.015000000000000
(2,4) 0.030000000000000
(3,4) 0.010000000000000
(4,4) 0.025000000000000
(5,4) 0.005000000000000
(6,4) 0.020000000000000
(7,4) 0.035000000000000
(8,4) 0.036999999880791
(1,5) 0.010000000000000
(2,5) 0.019599999934435
(3,5) 0.032399999983609
(4,5) 0.048400000035763
(5,5) 0.067599999997765
(6,5) 0.090000000000000
(7,5) 0.115600000023842
(8,5) 0.122500000000000
(1,6) 1.690000000000000
(2,6) 3.610000000000000
(3,6) 6.250000000000000
(4,6) 1.000000000000000
(5,6) 2.560000000000000
(6,6) 4.840000000000000
(7,6) 7.840000000000000
(8,6) 9.000000000000000
(1,7) 0.022500000000000
(2,7) 0.090000000000000
(3,7) 0.010000000000000
(4,7) 0.062500000000000
(5,7) 0.002500000000000
(6,7) 0.040000000000000
(7,7) 0.122500000000000
(8,7) 0.136899999976158 Ypred = 0.330047521324136
0.335872402984785
0.294092883952948
0.476040370060122
0.208968790533782
0.450788143254665
0.482727835089663
0.499462052799763 delta = 0.011997285618724
0.011902559623756
0.011954353977139
0.012001513949620
0.012005923574975
0.011706970418735
0.007666391016173
0.009878186931566

注意:多元非线性函数拟合中参数的初始值需要提前设置,有些情况下,参数的初始选取对函数拟合结果影响极大,需要谨慎处理。第二三种方法中,由于数据是多维的,因此只展示了第一个维度的拟合函数图。如有需要,可自行修改。

MATLAB实例:多元函数拟合(线性与非线性)的更多相关文章

  1. MATLAB实例:非线性曲线拟合

    MATLAB实例:非线性曲线拟合 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 用最小二乘法拟合非线性曲线,给出两种方法:(1)指定非线性函数,(2) ...

  2. matlab最小二乘法数据拟合函数详解

    定义: 最小二乘法(又称最小平方法)是一种数学优化技术.它通过最小化误差的平方和寻找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. ...

  3. MATLAB实例:聚类初始化方法与数据归一化方法

    MATLAB实例:聚类初始化方法与数据归一化方法 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 1. 聚类初始化方法:init_methods.m f ...

  4. MATLAB实例:新建文件夹,保存.mat文件并保存数据到.txt文件中

    MATLAB实例:新建文件夹,保存.mat文件并保存数据到.txt文件中 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 用MATLAB实现:指定路径下 ...

  5. MATLAB实例:求相关系数、绘制热图并找到强相关对

    MATLAB实例:求相关系数.绘制热图并找到强相关对 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 用MATLAB编程,求给定数据不同维度之间的相关系 ...

  6. MATLAB实例:散点密度图

    MATLAB实例:散点密度图 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园http://www.cnblogs.com/kailugaji/ MATLAB绘制用颜色表示数据密度的散点图 数据来源:MATLAB中“fit ...

  7. MATLAB实例:绘制条形图

    MATLAB实例:绘制条形图 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 用MATLAB绘制条形图,自定义条形图的颜色.图例位置.横坐标名称.显示条 ...

  8. MATLAB实例:绘制折线图

    MATLAB实例:绘制折线图 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 条形图的绘制见:MATLAB实例:绘制条形图 用MATLAB将几组不同的数 ...

  9. MATLAB实例:将批量的图片保存为.mat文件

    MATLAB实例:将批量的图片保存为.mat文件 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 一.彩色图片 图片数据:horse.rar 1. MA ...

随机推荐

  1. 10.02经典类的bug

    #以下在python 3.6版本里已没有这个问题了1class A: def _init__(self): print ("this is A") def save(self): ...

  2. module.exports = $; $ is not defined

    https://blog.csdn.net/weixin_43945983/article/details/88294052 解决方案:安装依赖包 1.执行安装jquery依赖包命令 cnpm ins ...

  3. easyui及读取xml

    本地测试地址例如http://localhost:6541/TreeExam/AuthorityTree TreeExam 是TreeExamController AuthorityTree是Tree ...

  4. Ubuntu 安装 rabbitmq

    第一步:安装 erlang 官网:https://www.erlang-solutions.com/resources/download.html 然后在终端输入:erl 显示如下,说明安装成功! E ...

  5. Nginx 运维(安装与使用)

    Nginx 运维(安装与使用) 普通安装 Windows安装 (1)进入官方下载地址,选择合适版本(nginx/Windows-xxx). (2)解压到本地 (3)启动 下面以 C 盘根目录为例说明下 ...

  6. Verilog代码和FPGA硬件的映射关系(五)

    既然我们可以指定寄存器放在IOB内,那我们同样也可以指定PLL的位置.首先要确保我们有多个PLL才行.如图1所示,我们所使用的EP4CE10F17C8芯片刚好有两个. 图 1 为了演示这个例子,我们使 ...

  7. eatwhatApp开发实战(十三)

    这次内容,我们就项目中添加商店名称的EditText进行修改,让添加按钮随着edittext的内容而改变. 上代码,首先是xml文件上对两个控件的修改: <RelativeLayout andr ...

  8. Set接口中的HashSet,LinkedHashSet,TreeSet

    TestSet package com.aff.coll; import java.util.Comparator; import java.util.HashSet; import java.uti ...

  9. RocketMQ安装及入门

    本文是作者原创,版权归作者所有.若要转载,请注明出处. 本文RocketMQ版本为rocketmq-all-4.7.0,系统为win10.请各位去官网下载,也可以留言,我发安装包 RocketMQ安装 ...

  10. CTR学习笔记&代码实现6-深度ctr模型 后浪 xDeepFM/FiBiNET

    xDeepFM用改良的DCN替代了DeepFM的FM部分来学习组合特征信息,而FiBiNET则是应用SENET加入了特征权重比NFM,AFM更进了一步.在看两个model前建议对DeepFM, Dee ...