Этот пример показывает, как соответствовать нелинейной функции к данным. Для этого примера нелинейная функция является стандартной экспоненциальной кривой спада
где ответ во время, и и параметры должны соответствовать. Подбор кривой кривой означает находить параметры и которые минимизируют сумму ошибок в квадрате
где времена, и ответы. Сумма ошибок в квадрате является целевой функцией.
Обычно, у вас есть данные от измерений. Для этого примера создайте искусственные данные на основе модели с и с нормально распределенными псевдослучайными ошибками.
rng default % for reproducibility tdata = 0:0.1:10; ydata = 40*exp(-0.5*tdata) + randn(size(tdata));
Запишите функцию, которая принимает параметры A
и lambda
и данные tdata
и ydata
, и возвращает сумму ошибок в квадрате для модели. Поместите все переменные, чтобы оптимизировать (A
и lambda
) в единственной векторной переменной (x
). Для получения дополнительной информации смотрите Минимизацию функций Нескольких Переменных.
type sseval
function sse = sseval(x,tdata,ydata) A = x(1); lambda = x(2); sse = sum((ydata - A*exp(-lambda*tdata)).^2);
Сохраните эту целевую функцию как файл с именем sseval.m
на вашем пути MATLAB®.
Решатель fminsearch
применяется к функциям одной переменной, x
. Однако функция sseval
имеет три переменные. Дополнительные переменные tdata
и ydata
не являются переменными, чтобы оптимизировать, но являются данными для оптимизации. Задайте целевую функцию для fminsearch
как функция одного только x
:
fun = @(x)sseval(x,tdata,ydata);
Для получения информации о включении дополнительных параметров, таких как tdata
и ydata
, смотрите Функции Параметризации.
Запустите со случайного положительного набора параметров x0
и имейте fminsearch
, находят параметры, которые минимизируют целевую функцию.
x0 = rand(2,1); bestx = fminsearch(fun,x0)
bestx = 2×1
40.6877
0.4984
bestx
результата обоснованно около параметров, которые сгенерировали данные, A = 40
и lambda = 0.5
.
Чтобы проверить качество соответствия, отобразите на графике данные и получившуюся подходящую кривую отклика. Создайте кривую отклика из возвращенных параметров вашей модели.
A = bestx(1); lambda = bestx(2); yfit = A*exp(-lambda*tdata); plot(tdata,ydata,'*'); hold on plot(tdata,yfit,'r'); xlabel('tdata') ylabel('Response Data and Curve') title('Data and Best Fitting Exponential Curve') legend('Data','Fitted Curve') hold off