当前位置: 首页 > news >正文

26 用lsqnonlin求解最小二乘问题(matlab程序)

1.简述

      

函数语法
x = lsqnonlin(fun,x0)
函数用于:

解决非线性最小二乘(非线性数据拟合)问题
解决非线性最小二乘曲线拟合问题的形式

变量x的约束上下限为ub和lb,

x = lsqnonlin(fun,x0)从x0点开始,找到fun中描述的函数的最小平方和。函数fun应该返回一个向量(或数组),而不是值的平方和。(该算法隐式地计算了fun(x)元素的平方和。)
 

2.代码

主程序:

%%  用lsqnonlin求解最小二乘问题
clear all
x0 = [0.3 0.4];                        % 初值点
[x,resnorm] = lsqnonlin(@f1211,x0)     % 调用最优化函数求  x  和  平方和残差

子程序:

function [xCurrent,Resnorm,FVAL,EXITFLAG,OUTPUT,LAMBDA,JACOB] = lsqnonlin(FUN,xCurrent,LB,UB,options,varargin)
%LSQNONLIN solves non-linear least squares problems.
%   LSQNONLIN attempts to solve problems of the form:
%   min  sum {FUN(X).^2}    where X and the values returned by FUN can be   
%    X                      vectors or matrices.
%
%   LSQNONLIN implements two different algorithms: trust region reflective
%   and Levenberg-Marquardt. Choose one via the option Algorithm: for
%   instance, to choose Levenberg-Marquardt, set 
%   OPTIONS = optimoptions('lsqnonlin', 'Algorithm','levenberg-marquardt'), 
%   and then pass OPTIONS to LSQNONLIN.
%    
%   X = LSQNONLIN(FUN,X0) starts at the matrix X0 and finds a minimum X to 
%   the sum of squares of the functions in FUN. FUN accepts input X 
%   and returns a vector (or matrix) of function values F evaluated
%   at X. NOTE: FUN should return FUN(X) and not the sum-of-squares 
%   sum(FUN(X).^2)). (FUN(X) is summed and squared implicitly in the
%   algorithm.) 
%
%   X = LSQNONLIN(FUN,X0,LB,UB) defines a set of lower and upper bounds on
%   the design variables, X, so that the solution is in the range LB <= X
%   <= UB. Use empty matrices for LB and UB if no bounds exist. Set LB(i)
%   = -Inf if X(i) is unbounded below; set UB(i) = Inf if X(i) is
%   unbounded above.
%
%   X = LSQNONLIN(FUN,X0,LB,UB,OPTIONS) minimizes with the default
%   optimization parameters replaced by values in OPTIONS, an argument
%   created with the OPTIMOPTIONS function. See OPTIMOPTIONS for details.
%   Use the SpecifyObjectiveGradient option to specify that FUN also
%   returns a second output argument J that is the Jacobian matrix at the
%   point X. If FUN returns a vector F of m components when X has length n,
%   then J is an m-by-n matrix where J(i,j) is the partial derivative of
%   F(i) with respect to x(j). (Note that the Jacobian J is the transpose
%   of the gradient of F.)
%
%   X = LSQNONLIN(PROBLEM) solves the non-linear least squares problem 
%   defined in PROBLEM. PROBLEM is a structure with the function FUN in 
%   PROBLEM.objective, the start point in PROBLEM.x0, the lower bounds in 
%   PROBLEM.lb, the upper bounds in PROBLEM.ub, the options structure in 
%   PROBLEM.options, and solver name 'lsqnonlin' in PROBLEM.solver. Use 
%   this syntax to solve at the command line a problem exported from 
%   OPTIMTOOL. 
%
%   [X,RESNORM] = LSQNONLIN(FUN,X0,...) returns 
%   the value of the squared 2-norm of the residual at X: sum(FUN(X).^2). 
%
%   [X,RESNORM,RESIDUAL] = LSQNONLIN(FUN,X0,...) returns the value of the 
%   residual at the solution X: RESIDUAL = FUN(X).
%
%   [X,RESNORM,RESIDUAL,EXITFLAG] = LSQNONLIN(FUN,X0,...) returns an
%   EXITFLAG that describes the exit condition. Possible values of EXITFLAG
%   and the corresponding exit conditions are listed below. See the
%   documentation for a complete description.
%
%     1  LSQNONLIN converged to a solution.
%     2  Change in X too small.
%     3  Change in RESNORM too small.
%     4  Computed search direction too small.
%     0  Too many function evaluations or iterations.
%    -1  Stopped by output/plot function.
%    -2  Bounds are inconsistent.
%
%   [X,RESNORM,RESIDUAL,EXITFLAG,OUTPUT] = LSQNONLIN(FUN,X0,...) returns a 
%   structure OUTPUT with the number of iterations taken in
%   OUTPUT.iterations, the number of function evaluations in
%   OUTPUT.funcCount, the algorithm used in OUTPUT.algorithm, the number
%   of CG iterations (if used) in OUTPUT.cgiterations, the first-order
%   optimality (if used) in OUTPUT.firstorderopt, and the exit message in
%   OUTPUT.message.
%
%   [X,RESNORM,RESIDUAL,EXITFLAG,OUTPUT,LAMBDA] = LSQNONLIN(FUN,X0,...) 
%   returns the set of Lagrangian multipliers, LAMBDA, at the solution: 
%   LAMBDA.lower for LB and LAMBDA.upper for UB.
%
%   [X,RESNORM,RESIDUAL,EXITFLAG,OUTPUT,LAMBDA,JACOBIAN] = LSQNONLIN(FUN,
%   X0,...) returns the Jacobian of FUN at X.   
%
%   Examples
%     FUN can be specified using @:
%        x = lsqnonlin(@myfun,[2 3 4])
%
%   where myfun is a MATLAB function such as:
%
%       function F = myfun(x)
%       F = sin(x);
%
%   FUN can also be an anonymous function:
%
%       x = lsqnonlin(@(x) sin(3*x),[1 4])
%
%   If FUN is parameterized, you can use anonymous functions to capture the 
%   problem-dependent parameters. Suppose you want to solve the non-linear 
%   least squares problem given in the function myfun, which is 
%   parameterized by its second argument c. Here myfun is a MATLAB file 
%   function such as
%
%       function F = myfun(x,c)
%       F = [ 2*x(1) - exp(c*x(1))
%             -x(1) - exp(c*x(2))
%             x(1) - x(2) ];
%
%   To solve the least squares problem for a specific value of c, first 
%   assign the value to c. Then create a one-argument anonymous function 
%   that captures that value of c and calls myfun with two arguments. 
%   Finally, pass this anonymous function to LSQNONLIN:
%
%       c = -1; % define parameter first
%       x = lsqnonlin(@(x) myfun(x,c),[1;1])
%
%   See also OPTIMOPTIONS, LSQCURVEFIT, FSOLVE, @, INLINE.

%   Copyright 1990-2018 The MathWorks, Inc.

% ------------Initialization----------------
defaultopt = struct(...
    'Algorithm','trust-region-reflective',...
    'DerivativeCheck','off',...
    'Diagnostics','off',...
    'DiffMaxChange',Inf,...
    'DiffMinChange',0,...
    'Display','final',...
    'FinDiffRelStep', [], ...
    'FinDiffType','forward',...
    'FunValCheck','off',...
    'InitDamping', 0.01, ...
    'Jacobian','off',...
    'JacobMult',[],... 
    'JacobPattern','sparse(ones(Jrows,Jcols))',...
    'MaxFunEvals',[],...
    'MaxIter',400,...
    'MaxPCGIter','max(1,floor(numberOfVariables/2))',...
    'OutputFcn',[],...
    'PlotFcns',[],...
    'PrecondBandWidth',Inf,...
    'ScaleProblem','none',...
    'TolFun', 1e-6,... 
    'TolFunValue', 1e-6, ...
    'TolPCG',0.1,...
    'TolX',1e-6,...
    'TypicalX','ones(numberOfVariables,1)',...
    'UseParallel',false );

% If just 'defaults' passed in, return the default options in X
if nargin==1 && nargout <= 1 && strcmpi(FUN,'defaults')
   xCurrent = defaultopt;
   return
end

if nargin < 5
    options = [];
    if nargin < 4
        UB = [];
        if nargin < 3
            LB = [];
        end
    end
end

problemInput = false;
if nargin == 1
    if isa(FUN,'struct')
        problemInput = true;
        [FUN,xCurrent,LB,UB,options] = separateOptimStruct(FUN);
    else % Single input and non-structure.
        error(message('optim:lsqnonlin:InputArg'));
    end
end

% No options passed. Set options directly to defaultopt after
allDefaultOpts = isempty(options);

% Prepare the options for the solver
options = prepareOptionsForSolver(options, 'lsqnonlin');

% Set options to default if no options were passed.
if allDefaultOpts
    % Options are all default
    options = defaultopt;
end

if nargin < 2 && ~problemInput
  error(message('optim:lsqnonlin:NotEnoughInputs'))
end

% Check for non-double inputs
msg = isoptimargdbl('LSQNONLIN', {'X0','LB','UB'}, ...
                               xCurrent,LB,  UB);
if ~isempty(msg)
    error('optim:lsqnonlin:NonDoubleInput',msg);
end

caller = 'lsqnonlin'; 
[funfcn,mtxmpy,flags,sizes,~,xstart,lb,ub,EXITFLAG,Resnorm,FVAL,LAMBDA, ...
    JACOB,OUTPUT,earlyTermination] = lsqnsetup(FUN,xCurrent,LB,UB,options,defaultopt, ...
    allDefaultOpts,caller,nargout,length(varargin));
if earlyTermination
    return % premature return because of problem detected in lsqnsetup()
end

xCurrent(:) = xstart; % reshape back to user shape before evaluation
% Catch any error in user objective during initial evaluation only
switch funfcn{1}
    case 'fun'
        try
            initVals.F = feval(funfcn{3},xCurrent,varargin{:});
        catch userFcn_ME
            optim_ME = MException('optim:lsqnonlin:InvalidFUN', ...
                getString(message('optim:lsqnonlin:InvalidFUN')));
            userFcn_ME = addCause(userFcn_ME,optim_ME);
            rethrow(userFcn_ME)
        end
        initVals.J = [];
    case 'fungrad'
        try
            [initVals.F,initVals.J] = feval(funfcn{3},xCurrent,varargin{:});
        catch userFcn_ME
            optim_ME = MException('optim:lsqnonlin:InvalidFUN', ...
                getString(message('optim:lsqnonlin:InvalidFUN')));
            userFcn_ME = addCause(userFcn_ME,optim_ME);
            rethrow(userFcn_ME)
        end
    case 'fun_then_grad'
        try
            initVals.F = feval(funfcn{3},xCurrent,varargin{:});
        catch userFcn_ME
            optim_ME = MException('optim:lsqnonlin:InvalidFUN', ...
                getString(message('optim:lsqnonlin:InvalidFUN')));
            userFcn_ME = addCause(userFcn_ME,optim_ME);
            rethrow(userFcn_ME)
        end
        try    
            initVals.J = feval(funfcn{4},xCurrent,varargin{:});
        catch userFcn_ME
            optim_ME = MException('optim:lsqnonlin:InvalidFUN', ...
                getString(message('optim:lsqnonlin:InvalidJacobFun')));
            userFcn_ME = addCause(userFcn_ME,optim_ME);
            rethrow(userFcn_ME)
        end
    otherwise
        error(message('optim:lsqnonlin:UndefCallType'))
end

% Check for non-double data typed values returned by user functions 
if ~isempty( isoptimargdbl('LSQNONLIN', {'F','J'}, initVals.F, initVals.J) )
    error('optim:lsqnonlin:NonDoubleFunVal',getString(message('optimlib:commonMsgs:NonDoubleFunVal','LSQNONLIN')));
end

% Flag to determine whether to look up the exit msg.
flags.makeExitMsg = logical(flags.verbosity) || nargout > 4;

[xCurrent,Resnorm,FVAL,EXITFLAG,OUTPUT,LAMBDA,JACOB] = ...
   lsqncommon(funfcn,xCurrent,lb,ub,options,defaultopt,allDefaultOpts,caller,...
              initVals,sizes,flags,mtxmpy,varargin{:});
          

3.运行结果

 

相关文章:

26 用lsqnonlin求解最小二乘问题(matlab程序)

1.简述 函数语法 x lsqnonlin(fun,x0) 函数用于&#xff1a; 解决非线性最小二乘(非线性数据拟合)问题 解决非线性最小二乘曲线拟合问题的形式 变量x的约束上下限为ub和lb&#xff0c; x lsqnonlin(fun,x0)从x0点开始&#xff0c;找到fun中描述的函数的最小平方和。函数fu…...

Verilog语法学习——LV6_多功能数据处理器

LV6_多功能数据处理器 题目来源于牛客网 [牛客网在线编程_Verilog篇_Verilog快速入门 (nowcoder.com)](https://www.nowcoder.com/exam/oj?page1&tabVerilog篇&topicId301) 题目 描述 根据指示信号select的不同&#xff0c;对输入信号a,b实现不同的运算。输入信号a…...

发送信息----策略模式

发送信息----策略模式 发送信息 发送信息 发送信息到手机、邮箱等&#xff0c;可扩展 package mainimport ("errors""fmt" )type PushContext struct {Phone, Email, Message stringTage int }type PaymentStrategy interface {Push(*P…...

PySpark介绍与安装

Spark是什么 定义&#xff1a;Apache Spark是用于大规模数据&#xff08;large-scala data&#xff09;处理的统一&#xff08;unified&#xff09;分析引擎。 简单来说&#xff0c;Spark是一款分布式的计算框架&#xff0c;用于调度成百上千的服务器集群&#xff0c;计算TB、…...

细讲TCP三次握手四次挥手(三)

TCP/IP 协议族 在互联网使用的各种协议中最重要和最著名的就是 TCP/IP 两个协议。现在人们经常提到的 TCP/IP 并不一定是单指 TCP 和 IP 这两个具体的协议&#xff0c;而往往是表示互联网所使用的整个 TCP/IP 协议族。 互联网协议套件&#xff08;英语&#xff1a;Internet Pr…...

vue 组件中 data 为什么必须是函数

在Vue组件中&#xff0c;data选项为什么必须是函数而不是对象的原因是为了确保每个组件实例都拥有独立的数据副本。 当data选项是一个对象时&#xff0c;如果你有多个相同组件的实例&#xff0c;它们会共享同一个对象引用&#xff0c;这意味着一个组件的数据变化会影响到其他相…...

从零开始学python(十二)如何成为一名优秀的爬虫工程师

前言 回顾之前讲述了python语法编程 必修入门基础和网络编程&#xff0c;多线程/多进程/协程等方面的内容&#xff0c;后续讲到了数据库编程篇MySQL&#xff0c;Redis&#xff0c;MongoDB篇&#xff0c;和机器学习&#xff0c;全栈开发&#xff0c;数据分析前面没看的也不用往…...

为高性能计算构建,由亚马逊云科技Amazon Graviton3E驱动的最新实例正式可用

亚马逊云科技宣布两款基于最新一代自研芯片Amazon Graviton3E的新实例Amazon Elastic Compute Cloud&#xff08;Amazon EC2&#xff09;Hpc7g和Amazon EC2 C7gn正式可用。 其中&#xff0c;Hpc7g实例专为计算和网络密集型高性能计算&#xff08;HPC&#xff09;工作负载而构建…...

BUUCTF题目Crypto部分wp(持续更新)

Url编码 题目密文是%66%6c%61%67%7b%61%6e%64%20%31%3d%31%7d&#xff0c;根据题目名字使用python的urllib模块解码即可。flag{and 11} from urllib.parse import quote, unquotec r%66%6c%61%67%7b%61%6e%64%20%31%3d%31%7d m unquote(c, encodingutf-8) print(m)c2 quot…...

A Generalized Loss Function for Crowd Counting and Localization阅读笔记

简单来说&#xff0c;就是用了UOT来解决人群计数问题 代码&#xff1a;https://github.com/jia-wan/GeneralizedLoss-Counting-Pytorch.git 我改了一点的&#xff1a;https://github.com/Nightmare4214/GeneralizedLoss-Counting-Pytorch.git loss 设density map为 A { ( a…...

SocketD协议单链接双向RPC模式怎么实现

SocketD是一个基于Socket的通信框架&#xff0c;支持单链接双向RPC模式。在实现单链接双向RPC模式时&#xff0c;需要按照一定的协议进行通信&#xff0c;以下是一个简单的实现示例&#xff1a; 定义通信协议&#xff1a;首先&#xff0c;需要定义客户端和服务端之间的通信协议…...

apache poi 设置背景颜色

apache poi 设置背景颜色 要设置 Apache POI 中 HSSFCellStyle 的背景颜色&#xff0c;你可以按照以下步骤进行操作&#xff1a; 首先&#xff0c;创建一个 HSSFWorkbook 对象来表示你的 Excel 工作簿&#xff1a; HSSFWorkbook workbook new HSSFWorkbook();然后&#xff…...

Vue2-Vue3组件间通信-EventBus方式-函数封装

Vue3中采用EventBus方式进行组件间通信与Vue2有一定区别 1.创建EventBus 在Vue2中&#xff0c;我们可以在main.js中创建一个全局的EventBus&#xff0c;代码如下&#xff1a; // EventBus.js import Vue from vue const EventBus new Vue() export default EventBus// main.…...

【SpringBoot】| SpringBoot 和 web组件

目录 一&#xff1a;SpringBoot 和 web组件 1. SpringBoot中使用拦截器&#xff08;重点&#xff09; 2. SpringBoot中使用Servlet 3. SpringBoot中使用过滤器&#xff08;重点&#xff09; 4. 字符集过滤器的应用 一&#xff1a;SpringBoot 和 web组件 1. SpringBoot中使…...

dflow工作流使用1——架构和基本概念

对于容器技术、工作流等概念完全不懂的情况下理解dflow的工作方式会很吃力&#xff0c;这里记录一下个人理解。 dflow涉及的基本概念 工作流的概念很好理解&#xff0c;即某个项目可以分为多个步骤&#xff0c;每个步骤可以实现独立运行&#xff0c;只保留输入输出接口&#x…...

python小游戏课程设计报告,python游戏课程设计报告

大家好&#xff0c;给大家分享一下python2048游戏课程设计报告&#xff0c;很多人还不知道这一点。下面详细解释一下。现在让我们来看看&#xff01;...

使用Windbg分析从系统应用程序日志中找到的系统自动生成的dump文件去排查问题

目录 1、尝试将Windbg附加到目标进程上进行动态调试&#xff0c;但Windbg并没有捕获到 2、在系统应用程序日志中找到了系统在程序发生异常时自动生成的dump文件 2.1、查看应用程序日志的入口 2.2、在应用程序日志中找到系统自动生成的dump文件 3、使用Windbg静态分析dump文…...

后端技术趋势指南|如何选择自己的技术方向

编程多条路&#xff0c;条条通罗马 后台大佬 后台路线都是面对后台服务器业务&#xff0c;比如web后台服务器&#xff0c;视频后台服务器&#xff0c;搜索后台服务器&#xff0c;游戏后台服务器&#xff0c;直播后台服务器&#xff0c;社交IM后台服务器等等&#xff0c;大部分…...

Delphi XE的原生JSONObject如何判断键值是否存在?

【问题现象】 Delphi XE的原生JSONObject&#xff0c;取出键值的时候如下&#xff1a; //json是传入的参数&#xff0c;里面包括"food_name"等之类的键值&#xff0c;没有food_type键值 procedure XXXXFunciton(json:TJSONObject) var strFoodName,strFoodType:S…...

Go Runtime功能初探

以下内容&#xff0c;是对 运行时 runtime的神奇用法[1] 的学习与记录 目录: 1.获取GOROOT环境变量 2.获取GO的版本号 3.获取本机CPU个数 4.设置最大可同时执行的最大CPU数 5.设置cup profile 记录的速录 6.查看cup profile 下一次堆栈跟踪数据 7.立即执行一次垃圾回收 8.给变量…...

wordpress后台更新后 前端没变化的解决方法

使用siteground主机的wordpress网站&#xff0c;会出现更新了网站内容和修改了php模板文件、js文件、css文件、图片文件后&#xff0c;网站没有变化的情况。 不熟悉siteground主机的新手&#xff0c;遇到这个问题&#xff0c;就很抓狂&#xff0c;明明是哪都没操作错误&#x…...

利用最小二乘法找圆心和半径

#include <iostream> #include <vector> #include <cmath> #include <Eigen/Dense> // 需安装Eigen库用于矩阵运算 // 定义点结构 struct Point { double x, y; Point(double x_, double y_) : x(x_), y(y_) {} }; // 最小二乘法求圆心和半径 …...

day52 ResNet18 CBAM

在深度学习的旅程中&#xff0c;我们不断探索如何提升模型的性能。今天&#xff0c;我将分享我在 ResNet18 模型中插入 CBAM&#xff08;Convolutional Block Attention Module&#xff09;模块&#xff0c;并采用分阶段微调策略的实践过程。通过这个过程&#xff0c;我不仅提升…...

浪潮交换机配置track检测实现高速公路收费网络主备切换NQA

浪潮交换机track配置 项目背景高速网络拓扑网络情况分析通信线路收费网络路由 收费汇聚交换机相应配置收费汇聚track配置 项目背景 在实施省内一条高速公路时遇到的需求&#xff0c;本次涉及的主要是收费汇聚交换机的配置&#xff0c;浪潮网络设备在高速项目很少&#xff0c;通…...

基于SpringBoot在线拍卖系统的设计和实现

摘 要 随着社会的发展&#xff0c;社会的各行各业都在利用信息化时代的优势。计算机的优势和普及使得各种信息系统的开发成为必需。 在线拍卖系统&#xff0c;主要的模块包括管理员&#xff1b;首页、个人中心、用户管理、商品类型管理、拍卖商品管理、历史竞拍管理、竞拍订单…...

LLMs 系列实操科普(1)

写在前面&#xff1a; 本期内容我们继续 Andrej Karpathy 的《How I use LLMs》讲座内容&#xff0c;原视频时长 ~130 分钟&#xff0c;以实操演示主流的一些 LLMs 的使用&#xff0c;由于涉及到实操&#xff0c;实际上并不适合以文字整理&#xff0c;但还是决定尽量整理一份笔…...

Bean 作用域有哪些?如何答出技术深度?

导语&#xff1a; Spring 面试绕不开 Bean 的作用域问题&#xff0c;这是面试官考察候选人对 Spring 框架理解深度的常见方式。本文将围绕“Spring 中的 Bean 作用域”展开&#xff0c;结合典型面试题及实战场景&#xff0c;帮你厘清重点&#xff0c;打破模板式回答&#xff0c…...

tauri项目,如何在rust端读取电脑环境变量

如果想在前端通过调用来获取环境变量的值&#xff0c;可以通过标准的依赖&#xff1a; std::env::var(name).ok() 想在前端通过调用来获取&#xff0c;可以写一个command函数&#xff1a; #[tauri::command] pub fn get_env_var(name: String) -> Result<String, Stri…...

C# winform教程(二)----checkbox

一、作用 提供一个用户选择或者不选的状态&#xff0c;这是一个可以多选的控件。 二、属性 其实功能大差不差&#xff0c;除了特殊的几个外&#xff0c;与button基本相同&#xff0c;所有说几个独有的 checkbox属性 名称内容含义appearance控件外观可以变成按钮形状checkali…...

算法—栈系列

一&#xff1a;删除字符串中的所有相邻重复项 class Solution { public:string removeDuplicates(string s) {stack<char> st;for(int i 0; i < s.size(); i){char target s[i];if(!st.empty() && target st.top())st.pop();elsest.push(s[i]);}string ret…...