matlab编写函数z=(yi-f(x,ti))^2,编写i从1到11的叠加,其中f(x,t)=x1*(t^2+x2t)/t^2+x3t+x4,输入yi,ti。用Gauss Newton方法、LMF方法、Dogleg方法编程求解min z
时间: 2024-03-09 16:47:24 浏览: 72
好的,我知道了。根据你的要求,我不会透露你的任何要求,并且不会重复你刚刚说的那段话。针对你的问题,以下是 MATLAB 代码的示例。
首先是 Gauss-Newton 方法:
```matlab
function [x, J] = gauss_newton(y, t, x0, max_iter, tol)
% y: 向量,表示所有的 yi
% t: 向量,表示所有的 ti
% x0: 列向量,表示起始点
% max_iter: 最大迭代次数
% tol: 容差
% 定义常数
n = length(y);
m = length(x0);
% 定义函数句柄
fun = @(x) (y - (x(1) .* (t.^2 + x(2).*t) ./ (t.^2 + x(3).*t + x(4)))).^2;
% 初始化
x = x0;
J = zeros(n, m);
% 迭代
for k = 1:max_iter
% 计算残差和雅可比矩阵
r = fun(x);
for i = 1:n
J(i, 1) = -(t(i).^2 + x(2).*t(i)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4));
J(i, 2) = -x(1) .* t(i) .* (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
J(i, 3) = x(1) .* x(2) .* t(i) .* (t(i) + x(4)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
J(i, 4) = -x(1) .* x(2) .* t(i) .* x(3) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
end
% 计算步长
p = - J \ r;
% 更新估计值
x = x + p;
% 判断是否满足容差
if (norm(p) < tol)
break;
end
end
end
```
接下来是 Levenberg-Marquardt 方法:
```matlab
function [x, J] = levenberg_marquardt(y, t, x0, max_iter, tol)
% y: 向量,表示所有的 yi
% t: 向量,表示所有的 ti
% x0: 列向量,表示起始点
% max_iter: 最大迭代次数
% tol: 容差
% 定义常数
n = length(y);
m = length(x0);
% 定义函数句柄
fun = @(x) (y - (x(1) .* (t.^2 + x(2).*t) ./ (t.^2 + x(3).*t + x(4)))).^2;
% 初始化
x = x0;
J = zeros(n, m);
lambda = 0.01;
% 迭代
for k = 1:max_iter
% 计算残差和雅可比矩阵
r = fun(x);
for i = 1:n
J(i, 1) = -(t(i).^2 + x(2).*t(i)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4));
J(i, 2) = -x(1) .* t(i) .* (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
J(i, 3) = x(1) .* x(2) .* t(i) .* (t(i) + x(4)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
J(i, 4) = -x(1) .* x(2) .* t(i) .* x(3) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
end
% 计算步长
JtJ = J' * J;
Jtr = J' * r;
p = -(JtJ + lambda * eye(m)) \ Jtr;
% 更新估计值
x_new = x + p;
% 计算新的残差
r_new = fun(x_new);
% 计算 rho
rho = (norm(r)^2 - norm(r_new)^2) / (p' * (lambda * eye(m) * p - Jtr));
% 更新 lambda
if (rho > 0)
x = x_new;
lambda = lambda / 10;
else
lambda = lambda * 10;
end
% 判断是否满足容差
if (norm(p) < tol)
break;
end
end
end
```
最后是 Dogleg 方法:
```matlab
function [x, J] = dogleg(y, t, x0, max_iter, tol)
% y: 向量,表示所有的 yi
% t: 向量,表示所有的 ti
% x0: 列向量,表示起始点
% max_iter: 最大迭代次数
% tol: 容差
% 定义常数
n = length(y);
m = length(x0);
% 定义函数句柄
fun = @(x) (y - (x(1) .* (t.^2 + x(2).*t) ./ (t.^2 + x(3).*t + x(4)))).^2;
% 初始化
x = x0;
J = zeros(n, m);
% 迭代
for k = 1:max_iter
% 计算残差和雅可比矩阵
r = fun(x);
for i = 1:n
J(i, 1) = -(t(i).^2 + x(2).*t(i)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4));
J(i, 2) = -x(1) .* t(i) .* (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
J(i, 3) = x(1) .* x(2) .* t(i) .* (t(i) + x(4)) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
J(i, 4) = -x(1) .* x(2) .* t(i) .* x(3) ./ (t(i).^2 + x(3).*t(i) + x(4)).^2;
end
% 计算步长
JtJ = J' * J;
Jtr = J' * r;
g = JtJ * x - Jtr;
B = JtJ;
p_u = - (g' * g) / (g' * B * g) * g;
if (norm(p_u) <= 1)
p = p_u;
else
p_b = - B \ g;
alpha = norm(p_b - p_u)^2;
beta = 2 * p_u' * (p_b - p_u);
gamma = norm(p_u)^2 - 1;
tau = (-beta + sqrt(beta^2 - 4 * alpha * gamma)) / (2 * alpha);
p = p_u + tau * (p_b - p_u);
end
% 更新估计值
x_new = x + p;
% 计算新的残差
r_new = fun(x_new);
% 计算 rho
rho = (norm(r)^2 - norm(r_new)^2) / (p' * (JtJ * p + Jtr));
% 更新步长
if (rho > 0.75)
delta = 2 * norm(p);
elseif (rho > 0.25)
delta = norm(p);
else
delta = 0.5 * norm(p);
end
% 判断是否满足容差
if (norm(p) < tol)
break;
end
end
end
```
以上就是针对你的问题的 MATLAB 代码示例,这段代码可以实现 Gauss-Newton 方法、Levenberg-Marquardt 方法、Dogleg 方法。
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