【问题标题】:R fitting a double exponential growth curveR拟合双指数增长曲线
【发布时间】:2018-07-07 06:07:28
【问题描述】:

我正在尝试使用nls 为给定的数据集拟合y = a1*exp(b1*x)+a2*exp(b2*x) 形式的双指数增长曲线,但是我总是遇到其中一个错误

(1)收敛失败:错误收敛

(2) 奇异梯度。

我很关心如何选择启动参数。

dput(data)
structure(list(x = c(945.215200958252, 841.160401229858, 756.464001846314, 
761.525999221802, 858.50640007019, 986.62599899292, 971.313199462891, 
849.174199714661, 776.209600372315, 723.809600753784, 976.608401947022, 
984.150799865723, 918.562801513672, 806.130400238037, 669.209998245239, 
997.029203643799, 946.925600280762, 952.693200378418, 908.331200637817, 
759.581600265503), y = c(2504.35798767332, 1393.74419037031, 
801.352724934674, 594.595314570309, 545.238493983611, 3096.99909306567, 
2335.01775505392, 1090.89140859095, 640.612753846014, 515.489681719953, 
3609.04419294434, 3119.35657562002, 1458.34041207895, 679.989754325102, 
496.516167617315, 4239.49376527158, 3250.19182566731, 2025.87274302584, 
894.559293335184, 571.966366494787), c = c(2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 
2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L), 
    id = 1:20), .Names = c("x", "y", "c", "id"), class = "data.frame", row.names = c("1", 
"2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "11", "12", "13", 
"14", "15", "16", "17", "18", "19", "20")) 

以及寻找最佳初始参数的脚本

mfit=nls(y ~ a1*exp(b1*x)+a2*exp(b2*x),data,
        start=list(a1=0.125,a2=0.16,b1=0.010,b2=0.005),
        algorithm="port",trace=TRUE)

当我尝试绘图时,我手动看到的情节如下:

【问题讨论】:

  • 如果它对你有用,我很适合你的数据,幂方程“y = Scale * pow(x, a) + Offset”,残差平方和= 3121109,R-squared = 0.89 和 RMSE = 395.1,系数 Scale = 2.7084093747862643E-38,a = 1.3705277649703913E+01 和 Offset = 5.4203620345622426E+02

标签: r optimization curve-fitting equation nls


【解决方案1】:

您为什么认为这些数据应该用双指数拟合?当我们将 pracma 包中的 mexpfit 应用到它们(x-,y-坐标)时,我们会得到单个 ab 值:

> mexpfit(ex$x, ex$y, p0=c(0.1, 0.1), const=FALSE)
## $a0
## [1] 0
## $a
## [1] 0.4784374
## $b
## [1] 0.008983063
## $ssq
## [1] 3653990
## $iter
## [1] 12
## $errmess
## [1] "Stopped by small x-step."

这意味着简单的指数曲线比双指数曲线更接近。

nls 函数因其“奇异梯度”消息而臭名昭著。反而, 利用 nlsr 包中的预期替换 nlxb

> nlsr::nlxb(y ~ a1*exp(b1*x)+a2*exp(b2*x),
             start=c(a1=0.125,a2=0.16,b1=0.010,b2=0.005), data=data)
## vn:[1] "y"  "a1" "b1" "x"  "a2" "b2"
## no weights
## nlsr object: x 
## residual sumsquares =  3653990  on  20 observations
##     after  18    Jacobian and  25 function evaluations
## name         coeff  SE  tstat  pval    gradient   JSingval
## a1        0.478215  NA     NA    NA      -457.7    8736009
## a2         12.0676  NA     NA    NA  -5.967e-15      810.1
## b1      0.00898354  NA     NA    NA     -204286  1.514e-13
## b2      -0.0575306  NA     NA    NA  -4.838e-11          0

此解决方案与上述解决方案具有完全相同的“平方和”,因此在给定的 x 值域中是准“数值相同”。

【讨论】:

  • 我想拟合最好的 b/w 简单指数和双指数曲线,所以我试图拟合双倍指数。
猜你喜欢
  • 1970-01-01
  • 2018-10-07
  • 2012-07-21
  • 2015-10-29
  • 2016-02-13
  • 1970-01-01
  • 2015-03-22
  • 1970-01-01
  • 2020-07-29
相关资源
最近更新 更多