MATLAB在工程数据分析中的应用.pdfVIP

科技信息 计算机与网络 MATLAB在工程数据分析巾的应用 中N／,-民解放军92304部队 刘 超 张选进 施国根 [摘 ~]MATLAB是综合高性能的数值计算软件，其在工程领域已有广泛的应用。本文基于MATLAB探讨了数据插值及曲线拟合 问题，结果表明MATLAB处理工程数据的效率及精度高，并且处理结果具有很强的直观性，为工程人员提供参考。 [关键词]MATLAB 数据分析 插值 曲线拟合 。 MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一 ，具有强大的科学计 a=3： 算能力和可视化功能，其名称是由Matrix和Laboratory两个单词的各前 Lagrange(x，Y，a) 3个字母组合得到 “。MATLAB最早的版本出现在2O世纪70年代，是使 即可得水深为3m时，海流流速为O．725m。按照上述步骤可得水深 用FORTRAN语言编写的，当时其主要功能是实现程序库的接 口功能。 为9m时，海流流速为O．325m。 进入20世纪9O年代以来，MATLAB发展成为了国际公认的标准计算软 2．曲线拟合 件，其在数值方面的功能不断增强 ，此时其内核采用C语言进行编写， 在处理一些工程问题时，通常需要一条光滑的曲线，而实际中只能 并且逐渐增强了数据的可视化功能。 测到或得到一些离散的点，这就需要利用有限的数据拟合出一条光滑 使用MATLAB进行数据分析和处理在工程领域中有非常广泛的应 的曲线，运用MATLAB拟合曲线相对较为容易且结果较为准确。 用，如常见的数据插值、曲线拟合、微分方程求解、积分等分析方法。本 实例分析2：表2为青岛某海域 1984至2001年连续 l8年的年极值 文着重分析数据插值、曲线拟合两种方法在工程数据分析中的应用。 波高 ，试求该海域5O年、100年一遇的年极值波高。 1．数据插值 表2某海域年极值波高(m) 在分析工程数据时，常常需要在已有数据点的情况下获得这些数 年份 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 199l 1992 据点之间的中间点的数据，例如，在海洋工程中，对物理量的观测往往 都是离散的，并且设计规范给出的计算用表也具有一定的间隔，但有时 波高 4．0 8．0 4．5 3．9 23‘ 2-3 4．0 3I3 5．5 需要使用中间某点的数值。如何准确地得到这些中间点的数据，就需 年份 1993 l994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 200l 要使用不同的插值方法进行数据插值。常用的插值方法有 ：Lagrange 波高 4-2 5．0 2．8 3-2 5．6 4．2 4．0 2．7 2．0 (拉格朗日)插值、Newton(牛顿)插值 、Hermite(埃尔米特)插值以及三次 样条插值等f21。MATLAB提供了多种多样的数据插值函数，比如常见的 首先利用MATLAB将波高按Log—normal(对数正态)分布拟合，得 interpl函数用于实现一维数据插值 ，interp2函数则用于实现二维数据