MATLAB基础教程 第6章 曲线拟合

主题：使用Matlab进行曲线拟合，并标明拟合函数。

内容如下：1. 曲线拟合是指根据一组实验数据，找到一个函数来拟合这些数据的趋势，以便对未知数据进行预测或者分析。

在工程、科学、金融等领域都有着广泛的应用。

2. Matlab是一个强大的数学软件，提供了丰富的工具箱和函数，可以方便地进行曲线拟合分析。

在Matlab中，有专门用于曲线拟合的函数，如polyfit、lsqcurvefit等。

3. 在进行曲线拟合时，首先需要准备一组实验数据。

这组数据可以是实验测量得到的，也可以是某种现象的观测数据。

这里以实验测量得到的数据为例进行讲解。

4. 假设我们有一组实验数据x和y，现在希望找到一个多项式函数来拟合这些数据，以便进行进一步分析或者预测。

首先我们需要使用polyfit函数来进行拟合。

5. 使用polyfit函数时，需要指定多项式的阶数，比如我们指定为2阶多项式。

然后传入实验数据x和y，就可以得到拟合的多项式系数。

6. 假设得到的多项式系数为a、b和c，那么拟合函数就可以表示为y=ax^2+bx+c。

这样，我们就得到了拟合的函数并标明了拟合函数的形式。

7. 除了多项式拟合外，也可以进行其他类型的曲线拟合，比如指数函数、对数函数、幂函数等。

对于不同类型的拟合函数，Matlab提供了不同的函数来进行拟合。

8. 在拟合时，需要注意选择合适的拟合函数类型和阶数，以及合理地评估拟合的结果。

可以使用拟合误差、残差分析等方法来评估拟合的好坏。

9. 在实际应用中，曲线拟合可以帮助我们发现数据的规律，预测未来的趋势，进行参数估计等。

掌握曲线拟合的方法和工具在工程和科学研究中具有重要的意义。

10. Matlab提供了丰富的曲线拟合工具和函数，可以方便地进行各种类型的曲线拟合分析。

掌握这些工具和方法，可以帮助我们更好地理解数据，做出合理的预测和分析。

在进行曲线拟合时，需要注意选择合适的拟合函数和合理地评估拟合结果。

这样才能得到准确可靠的拟合函数，并为后续的分析工作提供有力的支持。

[matlab 曲线拟合]MATLAB的曲线拟合篇一: MA TLAB的曲线拟合MA TLAB软件提供了基本的曲线拟合函数的命令。

曲线拟合就是计算出两组数据之间的一种函数关系，由此可描绘其变化曲线及估计非采集数据对应的变量信息。

1.线性拟合函数：regress调用格式：b =regress[b,bint,r,rint,stats]= regress[b,bint,r,rint,stats] =regressx=[ones …];y=x*[10;1]+normrnd;[b,bint]=regress结果得回归方程为：y=9.9213+1.0143xx=1:20;y=x+3*sin;p=polyfitxi=linspace;z=polyval;% 多项式求值函数plotlegendfunction yy=modela=beta0;b=beta0;yy=a+*exp);拟合程序：x=[8.00 8.00 10.00 10.00 10.00 10.00 12.00 12.00 12.00 14.00 14.0014.00...16.00 16.00 16.00 18.00 18.00 20.00 20.00 20.00 20.00 22.00 22.0024.00...24.00 24.00 26.00 26.00 26.00 28.00 28.00 30.00 30.00 30.00 32.0032.00...34.00 36.00 36.00 38.00 38.00 40.00 42.00]‟;y=[0.49 0.49 0.48 0.47 0.48 0.47 0.46 0.46 0.45 0.43 0.45 0.43 0.430.44 0.43...0.43 0.46 0.42 0.42 0.43 0.41 0.41 0.40 0.42 0.40 0.40 0.41 0.400.41 0.41...0.40 0.40 0.40 0.38 0.41 0.40 0.40 0.41 0.38 0.40 0.40 0.390.39]‟;beta0=[0.30 0.02];betafit = nlinfit结果：betafit =0.3896 0.1011即：a=0.3896 ，b=0.1011 拟合函数为：x1 =[1150,1000,900,850,700,625,550,475,3350,3500,5900,5800,5700,4600,4625,4725,11650,11200,11200 ]‟;x2 =[175,100,25,0,75,100,150,200,50,600,500,225,100,1225,1600,2000,1200,1000,1550 ]‟;x = [x1,x2];y=[1.44E-02,1.80E-02,6.08E-02,5.59E-02,3.42E-02,7.74E-03,1.17E-03,6.16E-03,1.91E-04,1.,resplot3)% 值的选取没有定法，与实际问题的模型有关。

Matlab中的曲线拟合方法引言在科学与工程领域，数据拟合是一个重要的技术，可用于分析实验数据、预测未知的对应关系，并量化观察到的现象。

其中，曲线拟合是一种常见的数据拟合方法，而Matlab作为一种功能强大的科学计算软件，提供了多种曲线拟合工具和函数，方便用户进行数据分析和模型建立。

本文将对Matlab中的曲线拟合方法进行详细介绍和讨论。

一、线性拟合线性拟合是最简单且常见的曲线拟合方法，其基本思想是通过一条直线拟合数据点，找到最佳拟合直线的参数。

在Matlab中，可以使用polyfit函数实现线性拟合。

该函数接受两个输入参数，第一个参数为数据点的x坐标，第二个参数为数据点的y坐标。

返回结果为一个一次多项式拟合模型的参数。

例如，我们有一组实验测量数据如下：x = [1, 2, 3, 4, 5];y = [3, 5, 7, 9, 11];通过polyfit函数进行线性拟合：coeff = polyfit(x, y, 1);其中，1表示要拟合的多项式的次数，这里我们选择了一次多项式（直线）。

coeff即为拟合得到的直线的参数，可以通过polyval函数将参数代入直线方程，得到对应x的y值。

y_fit = polyval(coeff, x);接下来，我们可以使用plot函数将原始数据点和拟合曲线都绘制在同一张图上：figure;plot(x, y, 'o', 'MarkerSize', 10); % 绘制原始数据点hold on;plot(x, y_fit); % 绘制拟合曲线xlabel('x');ylabel('y');legend('原始数据点', '拟合曲线');通过观察图像，我们可以初步判断拟合的效果如何。

如果数据点较为分散，直线拟合效果可能较差。

在此情况下，可以考虑使用更高次的多项式进行拟合。

二、多项式拟合多项式拟合是一种常见的曲线拟合方法，其基本思想是通过一个一定次数的多项式函数来拟合数据点。

曲线拟合法的Matlab实现曲线拟合在许多科学和工程领域中都有广泛应用，包括机器学习，数据科学，信号处理，控制工程等。

在Matlab中实现曲线拟合的方法有多种，其中最常用的是使用fit()函数。

以下是一个基本的示例，演示如何在Matlab中使用fit()函数进行曲线拟合。

我们需要一些数据。

假设我们有一组x和y数据点，我们想要在这些点上拟合一条曲线。

y = 3*x.^2 + 2*x + 1 + randn(size(x));fitresult = fit(x, y, 'poly1');在这里，'poly1'表示我们想要拟合一个一次多项式。

你可以使用'poly2'，'poly3'等来拟合更高次的多项式。

同样，你也可以使用其他类型的模型，如指数、对数、自定义函数等。

然后，我们可以使用plot()函数将原始数据和拟合曲线一起绘制出来。

在这里，'hold on'命令用于保持当前图像，这样我们就可以在同一个图形上绘制多条线了。

我们可以使用fitresult来获取拟合曲线的参数和其他信息。

例如：以上就是在Matlab中进行曲线拟合的基本步骤。

需要注意的是，对于复杂的实际问题，可能需要进行更复杂的模型选择和参数优化。

也可以使用其他工具如curve fitting toolbox进行更详细的分析和拟合。

最小二乘曲线拟合是一种数学统计方法，用于根据给定数据点拟合出一条曲线或曲面，使得该曲线或曲面最小化每个数据点到拟合曲线或曲面的平方误差之和。

这种方法广泛应用于数据分析和科学计算等领域。

本文将介绍最小二乘曲线拟合的基本原理和在Matlab中的实现方法。

假设有一组数据点 (x_i, y_i)，i=1,2,...,n，需要拟合出一条曲线y=f(x)。

最小二乘法要求曲线 f(x)最小化每个数据点到曲线的平方误差之和，即E = sum (f(x_i)-y_i)^2对曲线 f(x)进行求导，得到一元一次方程：f'(x)=sum(f(x)-y)*x-sum(f(x)-y)E = sum [(f'(x))^2] * x^2 - 2 * sum [f(x) * f'(x) * x] + 2 * sum [f(x)^2]令 E对 f'(x)的导数为零，可得到最小二乘曲线拟合的方程：sum [f'(x)^2] * x^2 - 2 * sum [f(x) * f'(x) * x] + 2 * n * f(x)^2 = 0在Matlab中，可以使用polyfit函数实现最小二乘曲线拟合。

matlab 曲线拟合
Matlab曲线拟合功能可以使用fit函数来实现，fit函数可以根据给定的数据拟合出合适的曲线，并且可以计算出拟合曲线的参数。

使用fit函数的步骤如下：
1. 准备数据：首先需要准备好要拟合的数据，数据可以是x-
y坐标对，也可以是x-y-z三元组，具体取决于拟合的曲线类型。

2.
选择拟合函数：根据要拟合的曲线类型，选择合适的拟合函数，比如指数函数、多项式函数等。

3.
调用fit函数：调用fit函数，将准备好的数据和拟合函数作为参数传入，fit函数会根据数据和拟合函数计算出拟合曲线的参数。

4.
绘制拟合曲线：使用plot函数绘制拟合曲线，将计算出的拟合曲线参数作为参数传入，即可绘制出拟合曲线。

第六节 多项式回归5.1 多项式曲线拟合 p = polyfit(x,y,n) [p,S] = polyfit(x,y,n) [p,S,mu] = polyfit(x,y,n)Descriptionp = polyfit(x,y,n) x 、y 为大小相等行或列向量，在是最小二乘意义上，将(x,y)拟合成次数为n 的多项式：1121)(+-++++=n n n p x p x p x p x p n例如： x=1:10;y=[193 226 240 244 257 260 274 297 350 420]; p = polyfit(x,y,3) p =0.9396 -12.9615 63.4777 141.7667y1=p(1)*x.^3+p(2)*x.^2+p(3)*x+p(4);xy[p,S] = polyfit(x,y,n) [p,S] = polyfit(x,y,3) p =0.9396 -12.9615 63.4777 141.7667 S =R: [4x4 double] df: 6normr: 8.0464 S.R ans =1.0e+003 *-1.4066 -0.1570 -0.0180 -0.0022 0 -0.0262 -0.0075 -0.00180 0 -0.0019 -0.00140 0 0 0.0005normr是残差的模，即：norm(y-y1)ans =8.0464[p,S,MU] = polyfit(x,y,n)[p,S,MU] = polyfit(x,y,3)p =26.0768 23.2986 18.6757 255.1312S =R: [4x4 double]df: 6normr: 8.0464MU =5.50003.0277MU是x均值和x的标准差即std(x)S.Rans =5.1959 0.0000 2.7682 0.00000 -3.7926 -0.0000 -2.37310 0 1.1562 0.00000 0 0 -2.0901P它等于：[p,S] = polyfit((x-mean(x))./std(x),y,3)p =26.0768 23.2986 18.6757 255.1312S =R: [4x4 double]df: 6normr: 8.0464>> S.Rans =5.1959 0.0000 2.7682 0.00000 -3.7926 -0.0000 -2.37310 0 1.1562 0.00000 0 0 -2.09015.2 多项式估计y= polyval(p,x)[y,DELT A] = polyval(p,x,S)y= polyval(p,x) 返回给定系数p和变量x值的多项式的预测y = P(1)*x^N + P(2)*x^(N-1) + ... + P(N)*x + P(N+1)x=1:10;y= polyval([3 2],x)y =5 8 11 14 17 20 23 26 29 32[3 2]有两个数，因此为一次多项式，即y=3x+2如：x=1:10;y=[193 226 240 244 257 260 274 297 350 420];p=polyfit(x,3)y1= polyval(p,x)norm(y-y1)ans =8.0464如果是矩阵，则polyval(p,x)为对应x的每一个预测值。

第六章MATLAB数据分析与功能函数在MATLAB中，有很多强大的数据分析和功能函数，可以帮助我们对数据进行处理、分析和可视化。

本章将介绍一些常用的数据分析和功能函数，并使用实例来介绍它们的用法。

1.统计函数MATLAB提供了丰富的统计函数，可以进行各种统计计算，例如平均值、标准差、中位数等。

- mean函数用于计算数组的平均值，例如：mean([1, 2, 3])的结果是2- std函数用于计算数组的标准差，例如：std([1, 2, 3])的结果是0.8165- median函数用于计算数组的中位数，例如：median([1, 2, 3])的结果是22.数据拟合函数MATLAB提供了拟合函数，可以用来对数据进行曲线拟合，从而得到数据的数学模型。

- polyfit函数用于进行多项式拟合，例如：x = [1, 2, 3, 4, 5]; y = [1, 4, 9, 16, 25]; p = polyfit(x, y, 2);表示对数据点进行二次多项式拟合，并返回拟合的系数。

3.数据聚类函数MATLAB提供了强大的数据聚类函数，可以将数据集分成多个不同的类别。

- kmeans函数用于进行k-means聚类，例如：x = [1, 1.5, 3, 3.5, 4, 6]; idx = kmeans(x, 2);表示对数据进行2类聚类，并返回每个数据点所属的类别。

- gmdistribution函数用于进行高斯混合模型聚类，例如：x = [1, 1.5, 3, 3.5, 4, 6]; gm = gmdistribution.fit(x', 2);表示对数据进行高斯混合模型聚类，并返回聚类结果。

4.数据可视化函数MATLAB提供了各种数据可视化函数，可以将数据以图表的形式展示出来，便于数据分析和理解。

- plot函数用于绘制折线图，例如：x = [1, 2, 3, 4, 5]; y = [1, 4, 9, 16, 25]; plot(x, y);表示将x和y的数据点用折线连接起来。

matlab 数据曲线拟合全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：Matlab是一款功能强大的数据分析和曲线拟合工具，广泛应用于科学研究、工程设计、金融分析等领域。

在实际工作中，我们经常需要对实验数据进行处理和分析，而曲线拟合是其中一个常见的操作。

本文将介绍在Matlab中如何进行数据曲线拟合，并通过实例详细说明其使用方法。

我们需要准备一组实验数据，这些数据通常是以表格的形式存储在Excel或文本文件中。

假设我们有一组随机产生的数据点，存储在一个文本文件中，每行包含一对(x, y)坐标。

我们可以通过Matlab的文件读取函数将这些数据导入到Matlab中，然后进行曲线拟合分析。

接下来，我们需要选择适合数据走势的拟合模型。

根据实际情况，可以选择线性函数、多项式函数、指数函数、对数函数等不同类型的拟合模型。

在Matlab中，使用`polyfit`函数可以进行多项式拟合，使用`expfit`函数可以进行指数拟合，使用`fit`函数可以进行其他自定义的拟合操作。

以多项式拟合为例，我们假设要对一组数据进行二次多项式拟合。

通过`load`函数读取数据文件，然后将数据分成两个数组`x`和`y`，分别表示x坐标和y坐标。

接下来，使用`polyfit`函数进行拟合操作，语法如下：```matlabp = polyfit(x, y, 2);````2`表示进行二次多项式拟合。

拟合结果会保存在向量`p`中，`p`的元素表示拟合多项式的系数。

完成拟合操作后，我们可以利用拟合结果绘制曲线图。

通过`polyval`函数，可以根据拟合结果生成拟合曲线的y坐标值，并与原始数据一起绘制在图上，以便进行对比和分析。

除了多项式拟合之外，Matlab还提供了许多其他灵活的拟合方法。

对于非线性数据，可以使用`fit`函数进行非线性拟合。

该函数允许用户根据实际数据特点选择不同的拟合模型，并进行参数估计和优化。

在实际应用中，曲线拟合是数据分析的重要环节之一。