
我这人做事比较轴,手上拿到一堆数据,总想用最硬核的方式把它给处理了。最近我在捣鼓一块老电池的放电曲线,用一个比较野鸡的传感器采集了一大堆电压和时间的数据。拿到手,第一反...
我这人做事比较轴,手上拿到一堆数据,总想用最硬核的方式把它给处理了。最近我在捣鼓一块老电池的放电曲线,用一个比较野鸡的传感器采集了一大堆电压和时间的数据。拿到手,第一反应就是得把这玩意儿拟合出来,给出一个靠谱的数学模型,不然没法跟别人吹牛不是?
刚开始我没想那么多,直接就奔着自己写代码去了。在MATLAB里头,我先把采集来的时间 $T$ 和电压 $V$ 这两列数据敲进去。然后琢磨着,这曲线看起来有点像二次或者三次多项式,我就想当然地用`polyfit`函数去硬算。
一个晚上就这么耗进去了,数据输了改,模型换了又换,代码跑出来那个拟合曲线,不是偏差太大,就是曲线的边缘飞得没边了。特别是那个R平方值,每次出来都烂透了,连我自己都不信。折腾得我眼袋都快垂到地上了,心想:怎么一个简单的曲线拟合能把我卡得死死的?
等我第二天早上起来,喝了杯浓茶,脑子清醒了一点,随便在网上扒拉了一下,结果发现MATLAB有这么一个“曲线拟合工具箱”。当时我的心情,简直就是气不打一处来,早知道有这玩意儿,我通宵熬的夜算什么?简直是白白浪费生命。
既然找到了捷径,那我也得把这个轻松愉快的零基础操作给记下来,免得以后再犯轴。

这个方法,我敢保证,你小学毕业只要会点鼠标就能搞定。
你得先把你的X和Y数据都搞进MATLAB的工作空间。我就是把时间$T$和电压$V$这两个向量先输进去,随便命名,比如叫$Time$和$Volt$。
在MATLAB的命令行窗口里头,你不用管什么复杂的函数名,直接敲一个命令:cftool。敲完回车,等着,它会自己跳出一个图形界面,这个就是我们要说的“曲线拟合工具箱”了。

工具箱跳出来后,你需要在左上角找到“Select Data”或者类似的地方。点进去,把“X data”选成你的$Time$(时间),把“Y data”选成你的$Volt$(电压)。
这是最关键的一步。工具箱右边有个“Fit Type”,你可以点开看看,从线性的$Linear$到多项式的$Polynomial$,还有什么$Exponential$(指数)的,各种模型都有。你就挨个点着试试,工具箱会马上把拟合的曲线画出来给你看。
我试到那个指数拟合 (Exponential) 的时候,出来的曲线跟我的实际数据点贴得严严实实,效果好得惊人!
你选定模型之后,在工具箱的下边,会直接跳出一堆结果,什么系数$a, b, c$,最关键的是R平方值(R-square)。这个值越接近1,就代表你的拟合越靠谱。我这回跑出来是$0.9997$,简直完美,比我自己手写代码强了几百倍。
你觉得满意了,可以直接在菜单里把这个拟合结果保存下来,或者把拟合的函数和参数直接导出到你的工作空间。这样以后写代码直接拿来用就行了。
我回想起来,以前跟着一个老领导做事的时候,他总要求我们去手动推导公式,用最笨最麻烦的方法解决问题,说这样才显得有“工作量”。我当时要敢用这个cftool,估计当场就得被他骂得狗血淋头,说我投机取巧,没有体现“奋斗”精神。现在想想,那不就是浪费生命么?工作不是用来感动自己的,是用效率解决问题的。这个MATLAB的GUI工具,就是效率的代名词,简单粗暴,效果拔群。好了,我的实践记录分享完了,你们也赶紧去试试,别再跟我一样犯傻了。