Matlab數(shù)據(jù)處理

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1、MATLAB高級(jí)應(yīng)用第一講數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)建模授課人：鮑文退出>在此幻燈片插入公司的徽標(biāo)從“插入”菜單選擇圖片找到徽標(biāo)文件單擊“確定”重新設(shè)置徽標(biāo)大小單擊徽標(biāo)內(nèi)任意位置。徽標(biāo)外部出現(xiàn)的方框是“調(diào)整控點(diǎn)”使用這些重新設(shè)置對(duì)象大小如果在使用尺寸調(diào)整控點(diǎn)前按下shift鍵，則對(duì)象改變大小但維持原比例。2021/8/3哈爾濱工業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程控制與仿真研究所目錄數(shù)據(jù)分析方法數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)擬和工具箱退出主菜單><2021/8/3哈爾濱工業(yè)大學(xué)動(dòng)力工程控制與仿真研究所一、繪圖最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析是繪圖。二維繪圖是觀察數(shù)據(jù)的最簡(jiǎn)單的模式。頻域數(shù)據(jù)分析可以從另一個(gè)側(cè)面分析數(shù)據(jù)。2021/8/31.1線圖plot操作p

2、lot(x)x為實(shí)數(shù)/復(fù)數(shù)自動(dòng)x/y軸plot(x,y)向量/矩陣plot(x1,y1,x2,y2,…)控制曲線形式、標(biāo)記類型和顏色顏色控制：y(黃)、m(洋紅)、c(青)、r(紅)、g(綠)、b(藍(lán))、w(白)、k(黑)標(biāo)記控制：.(黑點(diǎn))、o(圓圈)、x(叉)、+(十字)、*(星)線形：-(實(shí)線)、:(虛線)、-.(點(diǎn)劃)、--(雙劃)2021/8/31.2其它二維圖形plot迪卡爾坐標(biāo)圖loglog雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)semilogxX軸對(duì)數(shù)坐標(biāo)semilogyY軸對(duì)數(shù)坐標(biāo)polar極坐標(biāo)polar(theta,rho)，theta相角，rho半徑plotyy兩側(cè)顯示y坐標(biāo)的繪圖bar(x)棒圖

3、hist分布圖pie餅圖2021/8/31.3三維繪圖1.線圖plot32.三維面圖mesh網(wǎng)格圖view改變視角2021/8/31.4自動(dòng)繪圖打開(kāi)變量名表使用右鍵繪圖修改圖形的特性：增加網(wǎng)格線修改坐標(biāo)增加注釋使用不同顏色、線型等等2021/8/3二、時(shí)域分析函數(shù)名含義max最大值min最小值mean均值std標(biāo)準(zhǔn)方差median中值2021/8/3分析函數(shù)函數(shù)名含義sum元素的總和prod元素的乘積cumrod元素的累積cumsum元素的累加和diff差分函數(shù):少了一個(gè)元素2021/8/3三、頻域分析FFT即快速傅立葉變換，是數(shù)據(jù)分析的基本方法，是x由基2的快速變換算法來(lái)計(jì)算。如x長(zhǎng)度不是

4、精確的2次冪則后面使用0填充，ifft(x)是向量x的離散傅立葉變換的逆變換。在頻率軸上繪制FFT曲線，要明確FFT結(jié)果與實(shí)際頻率點(diǎn)的關(guān)系。設(shè)n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，采樣頻率為fs，則Nyquist頻率或n=N/2+1點(diǎn)與實(shí)際頻率的關(guān)系：f=(num-1)*fs/n2021/8/3FFT需要注意的是fft結(jié)果為復(fù)數(shù)矩陣，為了得到幅頻特性，可使用abs函數(shù)，使用atan2得到相角，由于有的系統(tǒng)的相角可能大于1800，而相角函數(shù)值域在-1800~1800之間，需要使用unwrap函數(shù)展開(kāi)折疊的相角，從而得到相頻特性。2021/8/3四、曲線擬和4.1引言在分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，常常要面臨將試驗(yàn)數(shù)據(jù)作解析描述的任務(wù)

5、，這個(gè)問(wèn)題有曲線擬合和插值兩種方法。在曲線擬合中，假定已知曲線的規(guī)律，作曲線的最佳逼近，但不需要經(jīng)過(guò)所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)；在插值中，認(rèn)為數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的，求取其中描述點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)。2021/8/34.2曲線擬合1.多項(xiàng)式的最小二乘曲線擬合使用polyfit，它需要曲線的x、y值，以及曲線的階數(shù)。曲線的階數(shù)：如果曲線的階數(shù)選擇的過(guò)小，擬合效果不好；如果曲線的階數(shù)過(guò)高，雖然數(shù)據(jù)點(diǎn)上看到效果好，數(shù)據(jù)點(diǎn)之間會(huì)出現(xiàn)有數(shù)據(jù)振蕩的問(wèn)題，階數(shù)不宜過(guò)高，小于5階。靈活使用擬合2021/8/32.直接最小二乘數(shù)據(jù)規(guī)律并不是多項(xiàng)式形式，直接最小二乘來(lái)擬合。最小二乘函數(shù)為k=nnls(fx,y)nnls已經(jīng)被lsqnonneg

6、代替，用法相同計(jì)算結(jié)果將使得

7、fx*k-y

8、2范數(shù)下最小在計(jì)算中，fx可以為x的函數(shù)。例子：擬合流量特性2021/8/3靈活使用最小二乘擬和多參數(shù)的方程，比如三個(gè)參數(shù)的不高于二階的方程，y=f(x1,x2,x3)。最小二乘的列可以多一些，窮舉所有的二階以下的變量，二次：x1^2,x2^2,x3^2,x1*x2,x1*x3,x2*x3一次：x1,x2,x3零次：1得到最小二乘的系數(shù)。2021/8/3五、三次樣條1使用的原因高階多項(xiàng)式插值出現(xiàn)病態(tài)問(wèn)題，三次樣條使用分段多項(xiàng)式，各點(diǎn)上的三次導(dǎo)數(shù)相等。它光滑、導(dǎo)數(shù)連續(xù)。2插值yi=spline(x,y,xi);pp=spline(x,y);分段多項(xiàng)式

9、形式例程：ex442021/8/3三次樣條pp形式可以和三次多項(xiàng)式形式轉(zhuǎn)化：[break,coef,np,nc]=unmkpp(pp)斷點(diǎn)、三次多項(xiàng)式、多項(xiàng)式數(shù)量、系數(shù)數(shù)量pp=mkpp(break,coef);由于轉(zhuǎn)化為了多項(xiàng)式形式，可以方便的進(jìn)行積分和微分運(yùn)算。2021/8/3六、濾波和平滑1.插值和擬合的問(wèn)題：噪聲2.濾波:滯后,filtery=filter(b,a,x)a,b:濾波器的分子分母,x輸入