- •Инженерно-вычислительные технологии
- •Методы обработки экспериментальных данных
- •1.1. Обзор возможностей Curve Fitting Toolbox
- •1.2. Функции и приложение cftool с графическим интерфейсом
- •Задание параметрических моделей и различных опций, подбор параметров и вычисление критериев пригодности приближения:
- •1.3. Основные этапы работы в приложении cftool
- •1.3.2. Окно приложения cftool. Импорт данных в приложение cftool
- •1.3.8. Оценка качества приближения
- •2. Сглаживающий сплайн (Smoothing Spline)
- •1.3.6. Создание собственной параметрической модели
- •1. Интерполяционные сплайны (Interpolant)
- •1.3.7. Опции, управляющие процессом подбора параметров
- •Начальные значения параметров и ограничения для стандартных параметрических моделей
Задание параметрических моделей и различных опций, подбор параметров и вычисление критериев пригодности приближения:
fittype - выбор одной из стандартных параметрических и непараметрических моделей или создание произвольной параметрической модели.
fitoptions - задание различных опций, касающихся правил исключения, весов, допустимых границ значений искомых параметров, начального приближения к параметрам, опций вычислительных алгоритмов, применяемых для минимизации целевой функции (ошибки приближения).
fit - основная функция, выполняющая подбор параметров, в которой задаются исходные данные, параметрическая модель, опции (см. выше fitoptions); она возвращает: полученную параметрическую модель с найденными значениями параметров, и различные критерии пригодности полученного приближения.
cfit - создание параметрической модели с заданными значениями параметров (без их определения при помощи функции fit).
Информация о моделях и объектах, создаваемых функциями
Curve Fitting Toolbox:
cflibhelp - получение информации о стандартных параметрических моделях, входящих в Curve Fitting Toolbox.
disp - получение информации об объектах, создаваемых функциями Curve Fitting Toolbox.
Задание и получение значений свойств объектов,создаваемых функциями Curve Fitting Toolbox
get - получение свойств объектов.
set - задание свойств объектов.
Получение статистической информации о данных и предварительная обработка данных:
excludedata - поиск данных, которые должны быть исключены из исходного набора в соответствии с выбранным правилом.
smooth - сглаживание данных с использованием различных способов.
datastats - нахождение минимального и максимального значений, среднего, стандартного отклонения.
Работа с полученным приближением:
confint - вычисление доверительных интервалов для вычисленных параметров модели.
predint - нахождение интервалов предсказаний наблюдаемых значений с заданной вероятностью.
differentiate - дифференцирование построенной параметрической модели.
integrate - интегрирование построенной параметрической модели.
feval - вычисление значений параметрических моделей.
plot - построение графиков данных, параметрических моделей, ошибок.
1.3. Основные этапы работы в приложении cftool
1.3.1. Импорт данных в MATLAB
В приложении cftool возможно приближать данные, записанные в глобальные массивы (вектора) рабочей среды MATLAB. Если данные хранятся в файле, то сначала требуется считать их в вектора, являющиеся переменными рабочей среды MATLAB. Сначала обсудим, как считать данные из текстового или двоичного файла, или книги Excel и записать их в глобальные переменные среды Matlab. Если данные уже записаны в вектора, можно перейти сразу к разделу Окно приложения cftool.
Для считывания данных из файла в MATLAB существует несколько способов, которые можно разделить на две группы:
с использованием функций MATLAB,
приложений импорта данных с графическим интерфейсом.
Импорт данных из текстового файла .txt
Предположим, что данные записаны в текстовом файле в два столбика и в качестве разделителя десятичных разрядов используется точка, т.е. файл с данными data.txt имеет следующий формат:
1.04 0.4102
1.25 0.8973
1.44 1.2398
1.54 2.0019
Для импорта столбцов файла в два вектора MATLAB можно воспользоваться Мастером импорта (Import Wizard), для чего следует в меню Home основного окна MATLAB выбрать пункт Import Data и в появившемся диалоговом окне открытия файла указать нужный файл.
Рис. 1 Вызов Мастера импорта и выбор файла с данными
После нажатия в этом окне на кнопку «Открыть» появляется окно Мастера импорта это второй шаг Мастера импорта), в котором нужно (Рис. 2):
1. Указать разделитель чисел в строке (пробел, табуляция, точка с запятой, запятая или произвольный символ-разделитель).
2. Выбрать область данных, которые будут помещены в формируемый массив.
3. Указать тип формируемого массива в Matlab.
4. Далее можно произвести операцию импорта выбранных данных нажав кнопку меню «Import Data» в меню «Import Selection».
Для импорта второго столбца файла повторяем шаги 2,3 и 4.
Рис. 2 Настройки окна Мастера импорта:
1 – разграничитель данных в файле (Space-пробел); 2 – выбор области данных;
3 – тип формируемого массива в Matlab
После завершения операции импорта можно посмотреть в окне Workspase тип и содержимое сформированных массивов-столбцов VarName1 и VarName2 (Рис. 3)
Рис. 3 Сформированные в среде Matlab массивы в результате операции импорта данных
При желании можно переименовать созданные массивы (Рис. 4)
Рис. 3 Переименование созданных массивов данных
Импорт данных из книги Excel .xls
Импорт данных из файла, созданного Excel выполняется в той же последовательности, что и из текстового файла. Вид окна Мастера импорта показан на (Рис. 4)
Рис. 4 Вид окна Мастера импорта, при импорте данных из книги Excel
Импорт данных из бинарного файла .mat
При импорте данных из бинарного файла, в котором были сохранены данные во время работы в Matlab, в предыдущей сессии окно Мастера импорта имеет вид (Рис. 5).
Рис. 5 Вид окна Мастера импорта, при импорте данных из бинарного файла
