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最小二乘法应用实例

系统辨识作业:
用LS解决一个实际问题
根据实测数据判断模型结构并辨识参数。

已知在不同的温度T下,测定铜棒的长度l如下表所示:
i12345678
T/℃1015202530354045 i
l/cm2000.362000.502000.722000.802001.072001.252001.482001.60 i
%Matlab利用原始数据画折线图
clc,clear;
T=[1015202530354045];
L=[2000.362000.502000.722000.802001.072001.252001.482001.60];
plot(T,L,'m');
grid on;
xlabel('T/℃');
ylabel('L/cm');
title('T-L Line chart');
legend('T-L');
图1T-L Line Chart
=+,用最小二乘法给出参数由折线图可知,铜棒的长度l随温度T呈线性变化,设l aT b
a和b的最小二乘估计值。

%Matlab实现最小二乘参数估计
LN=[2000.362000.502000.722000.802001.072001.252001.482001.60]';TN=[10,1;15,1;20,1;25,1;30,1;35,1;40,1;45,1];ab=inv(TN'*TN)*TN'*LN ;%最小二乘计算
x=10:1:45;plot(x,y,'b',T,L,'m');grid on;xlabel('T/℃');ylabel('L /cm');title('T-L Line chart');legend('L=aT+b','T-L');a=ab(1)%a 的最小二乘估计值 a a =0.0368
b=ab(2)%b 的最小二乘估计值 b
b =
2.0000e+003
%原始数据折线图与l aT b =+函数图形对比:
图2折线图与直线图对比
所以铜棒的长度l 与温度T 的线性关系式为:0.03682000l T =+。

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