在 Igor Pro 中,數(shù)據(jù)擬合和殘差分析是非常重要的工具,可以幫助你找出數(shù)據(jù)規(guī)律、評(píng)估模型準(zhǔn)確性,并判斷擬合效果。下面系統(tǒng)說(shuō)明方法和步驟:
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1. 數(shù)據(jù)擬合
準(zhǔn)備數(shù)據(jù)
通常需要兩個(gè)波形:X(自變量)和Y(因變量)。
確保數(shù)據(jù)已清理(去除明顯異常點(diǎn)、缺失值)。
選擇擬合函數(shù)
Igor Pro 提供多種內(nèi)置函數(shù)(線(xiàn)性、多項(xiàng)式、指數(shù)、冪函數(shù)等)。
可以自定義函數(shù):
Function myFitFunc(x, a, b)
return a*x + b
End
執(zhí)行擬合
菜單:Analysis → Curve Fitting → Fit
或者使用命令:
Fit myFitFunc/Y=YWave XWave
系統(tǒng)會(huì)輸出擬合參數(shù)、協(xié)方差矩陣和擬合優(yōu)度(R2)。
多項(xiàng)式或非線(xiàn)性擬合
多項(xiàng)式擬合:Analysis → Polynomial Fit
非線(xiàn)性擬合:使用自定義函數(shù)和 Fit 命令。
2. 殘差分析
殘差(Residual)是實(shí)際數(shù)據(jù)點(diǎn)減去擬合值,用于評(píng)估擬合效果。
計(jì)算殘差
Make/O/N=NumPoints Residual = YWave - myFitFunc(XWave, a, b)
NumPoints 為數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量
a, b 為擬合得到的參數(shù)
繪制殘差圖
橫軸:XWave
縱軸:Residual
通過(guò)殘差圖可以判斷:
隨機(jī)分布 → 擬合模型合理
系統(tǒng)性偏差 → 模型可能不合適
統(tǒng)計(jì)分析殘差
計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差:
stdev = sqrt( sum(Residual^2)/(NumPoints-NumParams) )
標(biāo)準(zhǔn)化殘差或均方根誤差(RMSE)可用于量化擬合精度。
3. 擬合與殘差分析的技巧
選擇合適的函數(shù):殘差圖能直觀(guān)顯示擬合函數(shù)是否符合數(shù)據(jù)趨勢(shì)。
排除異常值:異常數(shù)據(jù)會(huì)顯著影響擬合結(jié)果,先用數(shù)據(jù)篩選工具處理。
多次擬合:嘗試不同模型,通過(guò)殘差分布和擬合優(yōu)度比較,選擇適合模型。
可視化疊加:在同一圖中疊加原始數(shù)據(jù)、擬合曲線(xiàn)和殘差,便于整體分析。
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