给出一个用matlab进行非线性最小二乘法处理的例子?或者如何用matlab完成污染源位置的定位问题
时间: 2023-08-26 17:22:32 浏览: 129
非线性最小二乘法Matlab实现
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这里给出一个用 Matlab 进行非线性最小二乘法处理的例子:
假设有一组实验数据 $(x_i, y_i)$,要拟合一个非线性函数 $y=f(x,\theta)$,其中 $\theta$ 是待求参数。可以使用 Matlab 内置的 lsqnonlin 函数进行求解。
```matlab
% 定义非线性函数
fun = @(theta,x) theta(1)*exp(-theta(2)*x) + theta(3)*sin(theta(4)*x);
% 定义初始参数值
theta0 = [1, 1, 1, 1];
% 定义实验数据
xdata = [0:0.1:10];
ydata = 2*exp(-0.2*xdata) + 0.5*sin(3*xdata);
% 调用 lsqnonlin 函数进行求解
theta = lsqnonlin(@(theta) fun(theta,xdata)-ydata,theta0);
% 输出结果
disp(theta);
```
对于污染源位置的定位问题,一般需要使用反演方法,将观测数据和模型进行比对,求解最优的污染源位置。具体方法有很多种,比如基于粒子群优化算法的反演方法、基于遗传算法的反演方法等等。这里给出一个基于最小二乘法的反演方法的 Matlab 示例:
```matlab
% 定义污染源模型
function y = source_model(x, y, x0, y0, Q)
% 计算距离
r = sqrt((x-x0).^2 + (y-y0).^2);
% 计算浓度
y = Q./(4*pi*r.^2);
end
% 定义观测数据
xdata = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10];
ydata = [0.5,0.8,1.2,1.6,2.1,2.5,2.9,3.4,3.8,4.2];
% 定义误差函数
fun = @(theta) sum((source_model(xdata, ydata, theta(1), theta(2), theta(3)) - ydata).^2);
% 定义初始参数值
theta0 = [5, 5, 1];
% 调用 fminsearch 函数进行求解
theta = fminsearch(fun, theta0);
% 输出结果
disp(theta);
```
在上面的示例中,定义了一个污染源模型函数 source_model,使用观测数据和最小二乘法计算误差函数,然后使用 fminsearch 函数求解最优参数。需要注意的是,这只是一个简单的示例,实际应用中需要根据具体问题进行调整和优化。
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