主要内容

splinetool

试验用样条逼近方法

描述

splinetool打开花键的工具,它允许您尝试各种样条逼近方法。它为您提供了选择数据,包括从工作区进口一些数据的选项。

例子

splinetool (x,y)打开指定的数据的工具xy,必须向量的长度相同。

例子

全部折叠

运行这段代码打开花键与嘈杂的数据工具和实验。

x = linspace(π,101);y = cos (x) +(兰德(大小(x))) / 10;splinetool (x, y)

这个例子展示了如何探索可用的各种条件结束与三次样条插值样条的工具。

  1. 类型splinetool在命令行中。

  2. 选择导入您自己的数据从最初的屏幕,和接受默认功能。您应该看到如下显示。

    花键工具显示了三次样条interpolant近似not-a-knot结束条件

    默认近似的立方样条interpolant not-a-knot结束条件。

    向量x网站的数据linspace(0, 2 *π,31)和值cos (x)。这不同于仅仅提供向量y余弦函数的值显式地记录为底层的函数。因此,图中所示的错误是错误的样条作为一个近似余弦而不是作为一个近似给定的值。注意由此产生的误差相对较大,5 e-5靠近端点。

  3. 相比之下,遵循这些步骤:

    1. 点击近似的列表

    2. 近似法中,选择完整的从列表中结束条件

    3. 由于正弦余弦函数的一阶导数,调整他们的已知值的一阶导数值零左端和右端。

    这个过程导致了如下所示的显示。右端斜率为零只有舍入。底线告诉你,这个工具使用的函数csape创建样条。

    花键工具显示的比较三次样条与not-a-knot interpolant近似条件,完整的结束条件。

    的改善错误只有5 e-6

  4. 为进一步比较,遵循这些步骤:

    1. 点击近似的列表

    2. 近似法中,选择自然从列表中结束条件

    注意两端附近的近似的恶化,一个错误的2 e - 3,这是比not-a-knot结束条件。

  5. 最后一个比较,遵循这些步骤:

    1. 点击近似的列表

    2. 由于余弦函数是周期性的,近似法中,选择周期从列表中结束条件

    注意戏剧性改善近似,返回一个错误的5 e-6,尤其是相比自然结束条件。

这个示例使用三次样条插值法和最小二乘逼近样条工具来确定估计的初始加速度拖的车。

  1. 类型splinetool在命令行或者工具已经打开,点击文件>重启

  2. 选择理查德Tapia拖比赛数据。数据显示的距离由拖动汽车作为时间的函数。消息窗口要求你估计初始加速度通过设置初始速度为零。点击好吧,或按下空格键进入,删除消息窗口。

  3. 近似法中,选择完整的从列表中结束条件

  4. 调整初始速度通过改变左端点的一阶导数为零。

  5. 寻找初始加速度的值,它是由二阶导数的值在左端点。你可以切换之间的一阶导数和二阶导数端点通过单击左端按钮。二阶导数的值应该在187年在单位选择。选择视图>显示二阶导结果图形化。

  6. 相比之下,单击,然后选择最小二乘近似随着近似法。使用此方法,您可以不再指定结束条件。相反,你可能会有所不同的顺序的方法。验证初始加速度接近三次插值的值。

    这个过程的结果如下所示。

    花键工具显示最小二乘近似的订单4理查德Tapia拖比赛数据

这个例子鼓励你把五个内部结这样的最小二乘近似立方样条函数有一个绝对误差不大于.04点无处不在。

  1. 类型splinetool在命令行或者工具已经打开,点击文件>重启

  2. 选择钛热数据

  3. 选择最小二乘近似随着近似方法。

  4. 注意不佳这选择接近数据因为没有室内结。查看当前节和添加新节,选择数据,减免/节,权重。现在节中列出,并显示在数据图中垂直的线。只有两个节结束,每个都有多样性4。

  5. 数据图中单击鼠标右键并选择添加结。这个选项显示一个十字准线你用鼠标移动。其精确的水平位置在编辑字段所示结的列表。鼠标点击的地方新结十字光标的当前位置。一种可能的策略是把结在最大绝对误差的地方,见下面的辅助图形数据图。

    花键工具显示的最小平方逼近钛热数据和两个节结束

    如果您右键单击并选择复制结你增加当前结的多样性,这是反映在其重复发生。删除一个特定的结,首先选择它结的列表或数据图,图中右键单击并选择删除结

  6. 你也可以选择一个使用六个多项式近似,这对应于5室内结。指定这个选项,进入6作为#块数据,减免/节,权重

  7. 五个室内结之后,试图让移动节的误差更小。选择结婚你想移动,单击垂直线的图,然后使用下面的控制数据,减免/节,权重和观察误差变化的运动。您还可以使用编辑领域覆盖当前结位置。也试着调整,重新分配当前结序列。

  8. 使用复制近似的列表保存任何好的结分布以备后用。重命名复制近似lstsqr通过使用重命名。回到最初的近似,点击其名称近似的列表

这个例子中试验使用样条平滑曲线的工具。

  1. 类型splinetool在命令行中,或者如果该工具已经打开,点击文件>重启

  2. 选择钛热数据

  3. 近似法中,选择平滑样条

  4. 不同参数在0和1之间,变化的近似最小二乘直线近似立方样条interpolant“自然”。

  5. 不同宽容介于0和一些较大的值。从最好的一个近似的变化,“自然”三次样条interpolant,最小二乘直线近似。

  6. 当你增加参数价值或降低宽容值,误差降低。然而,一个更小的错误对应于更粗糙,以二阶导数的大小。看到这个结果,选择视图>显示二阶导和改变参数宽容值一次。

  7. 修改的重量粗糙度测量,允许更准确但不光滑近似峰面积而平滑,不准确,近似离峰面积。

    1. 选择跳跃在粗糙度重量数据,减免/节,权重

    2. 选择视图>显示二阶导

    3. 选择任何数据点左边的峰值数据。

    4. 设置跳在选定的网站1通过改变其值在下面的编辑字段。由于粗糙度重量第一站点间隔是1,你刚刚设置高亮的粗糙度重量正确的网站为0。相应地,左边的二阶导数变得相对较小的网站。

    5. 向右选择任何数据点的峰值数据。

    6. 设置跳过所选的网站1。由于粗糙度重量只是为了突出网站的左边是0,你刚刚设置粗糙度重量右边的网站1突出显示。相应地,二阶导数变得相对较小的右边。总效应是一个非常光滑,但不会非常准确适合远离峰值,而在峰面积,花键配合要好得多,但更大的二阶导数,如下辅助图所示。

      在网站哪里有跳粗糙度体重,有一个相应的二阶导数。如果你增加参数值,误差在整个峰面积减少,但二阶导数仍然相当大,而相反的适用离峰面积。

      花键工具显示平滑样条的订单4钛热数据

输入参数

全部折叠

网站数据,指定为一个向量的长度相同y。网站不需要不同的数据或命令,但必须有至少两个不同的网站。

数据值,指定为一个向量的长度相同x

提示

花键工具如下图所示比较三次样条插值和平滑样条在创建的示例数据添加噪声余弦函数。

花键工具显示的比较三次样条插值和平滑样条创建的示例数据添加噪声余弦函数

选择近似方法

近似方法和工具支持的选项如下所示。金宝app

近似法

选项

立方插值样条

调整结束的类型和值的条件。

平滑样条

选择立方(订单4)和五次(订单6)样条函数。调整宽容和/或平滑参数的值。调整误差的权重和粗糙度的措施。

最小二乘近似

不同的顺序从1到14。默认的订单是4,立方逼近样条函数。修改数量的多项式。添加和移动节来改善健康。调整误差的权重。

样条插值

不同的顺序从2到14。默认的订单是4,三次样条interpolants。如果默认节提供不满意,你可以移动它们不同的健康。

您可以生成和比较几种近似相同的数据。的一个近似总是标记为“当前”使用厚的线宽。以下显示可用:

  • 数据图。它显示:

    • 数据

    • 近似为显示在选择近似的列表

    • 目前结序列或当前序列

  • 辅助图形(如果认为)为当前近似。你可以把这张图通过选择任何项目之一视图菜单。它显示了以下之一:

    • 一阶导数

    • 二阶导数

    • 错误

默认情况下,错误的区别是给定的数据值和值近似的数据网站。特别是,误差为零(舍入)当近似是一个interpolant。然而,如果你提供的数据值通过指定一个函数,然后错误的区别是显示函数和当前近似。这也会发生如果你改变y-label数据图的函数的名称。

试着菜单选项

你可以标注和打印的图表文件>打印图菜单。

您可以导出数据和近似为进一步使用或分析工作区文件>导出数据文件>导出花键菜单,分别。

您可以创建的文件>生成代码菜单,一个文件,您可以使用它们来生成函数,从原始数据,目前任何或所有图表所示。这个文件还为您提供一份书面的记录的命令用于生成当前图表。

您可以保存,复制按钮时,当前的近似之前进一步实验。在稍后的时间,如果你点击保存的近似,该工具恢复所有的方式,包括建设中使用的数据保存的近似。保存的近似坚持即使你有编辑工作时的数据在其他近似。

您可以添加、删除或移动数据,节,和图中单击右键,或通过选择适当的项目编辑菜单。

你可以切换网格或图的传说工具菜单。

版本历史

之前介绍过的R2006a