x = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ,11, 12, 13, 14, 15,16,17,18,19,20,21], dtype=float)
y = np.array([5, 7, 9, 11, 13, 15, 28.92, 42.81, 56.7, 70.59, 84.47, 98.36, 112.25, 126.14, 140.03,145,147,149,151,153,155]) plt.scatter(x,y,s=30,c='b')

得到如下散点图:

定义分段函数

#6个未知参数 x0x1,y0,y1分别是2个分割间断点的横纵坐标 k0,k1是第一和第三段直线的斜率
def piecewise(x,x0,x1,y0,y1,k0,k1):
return np.piecewise(x , [x <= x0, np.logical_and(x0<x, x<= x1),x>x1] ,
[lambda x:k0*(x-x0) + y0,#根据点斜式构建函数
lambda x:(x-x0)*(y1-y0)/(x1-x0)+y0,#根据两点式构建函数
lambda x:k1*(x-x1) + y1])

根据分段函数进行拟合,通过迭代寻找最优的p,即为p_best

注:p(p_best)中包含的是拟合之后求得的所有未知参数

perr_min = np.inf
p_best = None
for n in range(100):
k = np.random.rand(6)*20
p , e = optimize.curve_fit(piecewise, x, y,p0=k)
perr = np.sum(np.abs(y-piecewise(x, *p)))
if(perr < perr_min):
perr_min = perr
p_best = p

根据p_best调用curve_fit函数绘制拟合图像

xd = np.linspace(0, 21, 100)
plt.figure() plt.plot(xd, piecewise(xd, *p_best))
xx=(p_best[0],p_best[1])
yy=(p_best[2],p_best[3]) plt.scatter(xx,yy,s=30,c='black')
plt.show()

结果如下:

完整代码:

from scipy import optimize
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np #6个未知参数 x0x1,y0,y1分别是2个分割间断点的横纵坐标 k0,k1是第一和第三段直线的斜率
def piecewise(x,x0,x1,y0,y1,k0,k1):
return np.piecewise(x , [x <= x0, np.logical_and(x0<x, x<= x1),x>x1] ,
[lambda x:k0*(x-x0) + y0,#根据点斜式构建函数
lambda x:(x-x0)*(y1-y0)/(x1-x0)+y0,#根据两点式构建函数
lambda x:k1*(x-x1) + y1]) x = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ,11, 12, 13, 14, 15,16,17,18,19,20,21], dtype=float)
y = np.array([5, 7, 9, 11, 13, 15, 28.92, 42.81, 56.7, 70.59, 84.47, 98.36, 112.25, 126.14, 140.03,145,147,149,151,153,155]) plt.scatter(x,y,s=30,c='b') perr_min = np.inf
p_best = None
for n in range(100):
k = np.random.rand(6)*20
p , e = optimize.curve_fit(piecewise, x, y,p0=k)
perr = np.sum(np.abs(y-piecewise(x, *p)))
if(perr < perr_min):
perr_min = perr
p_best = p xd = np.linspace(0, 21, 100)
plt.figure() plt.plot(xd, piecewise(xd, *p_best))
xx=(p_best[0],p_best[1])
yy=(p_best[2],p_best[3]) plt.scatter(xx,yy,s=30,c='black')
plt.show()

Python:使用piecewise与curve_fit进行三段拟合的更多相关文章

  1. 用Python开始机器学习(3:数据拟合与广义线性回归)

    机器学习中的预测问题通常分为2类:回归与分类. 简单的说回归就是预测数值,而分类是给数据打上标签归类. 本文讲述如何用Python进行基本的数据拟合,以及如何对拟合结果的误差进行分析. 本例中使用一个 ...

  2. Python数据处理——绘制函数图形以及数据拟合

    1.多项式拟合 对散点进行多项式拟合并打印出拟合函数以及拟合后的图形import matplotlib.pyplot as pltimport numpy as npx=np.arange(1,17, ...

  3. python应用 曲线拟合 02

    前情提要 CsI 闪烁体晶体+PD+前放输出信号满足: $U(t) = \frac{N_f\tau_p}{\tau_p-\tau_f} \left[ e^{-\frac{t}{\tau_p}}-e^{ ...

  4. 用Python开始机器学习(7:逻辑回归分类) --好!!

    from : http://blog.csdn.net/lsldd/article/details/41551797 在本系列文章中提到过用Python开始机器学习(3:数据拟合与广义线性回归)中提到 ...

  5. Python数据挖掘

    Python之所以如此流行,原因在于它的数据分析和挖掘方面表现出的高性能,而我们前面介绍的Python大都集中在各个子功能(如科学计算.矢量计算.可视化等),其目的在于引出最终的数据分析和数据挖掘功能 ...

  6. python应用 曲线拟合 01

    双指数函数 待拟合曲线为 y(x) = bepx + ceqx import matplotlib.pyplot as plt x = ([0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0. ...

  7. covid19数据挖掘与可视化实验

    数据说明: 来源: https://www.kesci.com/mw/project/5e68db4acdf64e002c97b413/dataset (ncov) 日期:从2020年1月21日开始 ...

  8. 数值分析实验之曲线最小二乘拟合含有噪声扰动(python实现)

    一.实验目的 掌握最小二乘法拟合离散数据,多项式函数形式拟合曲线以及可以其他可以通过变量变换转化为多项式的拟合曲线目前待实现功能: 1. 最小二乘法的基本实现. 2. 用不同数据量,不同参数,不同的多 ...

  9. 用python的numpy作线性拟合、多项式拟合、对数拟合

    转自:http://blog.itpub.net/12199764/viewspace-1743145/ 项目中有涉及趋势预测的工作,整理一下这3种拟合方法:1.线性拟合-使用mathimport m ...

随机推荐

  1. 第08讲:Flink 窗口、时间和水印

    Flink系列文章 第01讲:Flink 的应用场景和架构模型 第02讲:Flink 入门程序 WordCount 和 SQL 实现 第03讲:Flink 的编程模型与其他框架比较 第04讲:Flin ...

  2. 【然天一】随机读写(4k)百盘天梯

    随机读写适用于大量小文件的读写,是最贴近办公和编程的使用场景.现在很多硬盘厂商只宣传它们的连续读写(Seq),但除了游戏和视频剪辑场景之外并没有什么卵用. 总结一下: 傲腾秒杀全部 NAND SLC ...

  3. halcon视觉入门扫盲篇

    halcon视觉入门扫盲篇 前言     在公司让我研究视觉的时候,我是两眼一抹黑的.之前完全没有接触过视觉.综合权衡后选择了Halcon,使用的是HDevelop 13 (64-bit).      ...

  4. Lesson1——NumPy NumPy 安装

    NumPy 教程目录 NumPy 安装 Python 官网上的发行版是不包含 NumPy 模块的.(pip list 测试一下) 我们可以使用以下几种方法来安装. 1 使用已有的发行版本 对于许多用户 ...

  5. file类和fileinfo类的简单对比

    File类:提供用于操作文件的静态方法. FileInfo类:提供操作文件的属性和实例方法. Directory类:提供用于操作目录的静态方法. DirectoryInfo类:提供用于操作目录的实例方 ...

  6. AT2401 [ARC072C] Alice in linear land

    基于观察,可以发现这样一条性质: 我们并不关心当前位置和终点的绝对关系,只在乎当前位置和终点的距离,当这个距离确定的时候接下来能走到的位置也是确定的. 基于这个观察可以发现,本质上每个位置的状态就是和 ...

  7. JavaScript闭包的那些事

    JavaScript闭包 1.函数在JavaScript中的地位 在介绍闭包之前,可以先聊聊函数在JavaScript中的地位,因为闭包的存在是与函数息息相关的. JavaScript之所以可以称之为 ...

  8. Java 书写规范简单整理

    本文带有华为Logo的PPT图片,引自:华为云课堂 目录 Java基础语句使用规范 选择结构 switch 默认要有default分支 注意break的使用 如果使用枚举,并且选项已全部列出,可以没有 ...

  9. ValueStack与ContentMap (ActionContext.getContext().getValueStack().set())

    在方法 <action name="zilei" class="dtreeAction" method="zilei">   & ...

  10. Spring Cloud Alibaba Nacos路由策略之保护阈值!

    在 Nacos 的路由策略中有 3 个比较重要的内容:权重.保护阈值和就近访问.因为这 3 个内容都是彼此独立的,所以今天我们就单独拎出"保护阈值"来详细聊聊. 保护阈值 保护阈值 ...