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[分享] 常用工程计算算法---插值与预测

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发表于 2013-6-8 18:52:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 aoyq2007 于 2013-6-8 18:59 编辑
* u% V( C) J- O) X  |1 }3 S
8 \& p/ M3 u! c8 L3 y8 G4 D
根据测量得到的数据点,推断中间某点的(函数)值,或者臆测数据点后面的变化趋势,在工程计算中也是经常用到的,下面即是这个算法的介绍。
' O$ B" Z. W, o3 [9 t  w附件中将算法写入EXCEL中,建立自定义函数,可以直接用,里面有示例,按ALT+ F11进入VBA编辑器可以查看具体算法。* {* M  `8 J; X4 m2 l1 {5 t5 _

7 ^! ^$ }2 s) Y: g7 H1 e9 V- z4 ~. A
'   Excel
的平滑线散点图,可以根据两组分别代表X-Y坐标的散点数值产生曲线图
'   但是,却没有提供这个曲线图的公式,所以无法查找曲线上的点坐标
'   后来我在以下这个网页找到了详细的说明和示例程序
'..............................................................................
'http://www.xlrotor.com/Smooth_curve_bezier_example_file.zip
'..............................................................................
'   根据其中采用的算法,进一步增添根据X坐标求Y坐标,或根据Y坐标求X坐标,更切合实际需求
'   这个自定义函数按照Excel的曲线算法(三次贝塞尔分段插值),计算平滑曲线上任意一点的点坐标
'
'   Excel的平滑曲线的大致算法是:
'   给出了两组X-Y数值以后,每一对X-Y坐标称为节点,然后在每两个节点之间画出三次贝塞尔曲线(下面简称曲线)
'   贝塞尔曲线的算法网上有很多资源,这里不介绍了,只作简单说明
'   每条曲线都由四个节点开始,计算出四个贝塞尔控制点,然后根据控制点画出唯一一条曲线
'   假设曲线的源数据是节点1,节点2,节点3,节点4(Dot1,Dot2,Dot3,Dot4)
'   那么贝塞尔控制点的计算如下                  程序作者: 海底眼(Mr. Dragon Pan)
'   Dot2是第一个控制点,也是曲点的起点,Dot3是第四个控制点也是曲线的终点
'
'   第二个控制点的位置是:
'       过第一个控制点(Dot2,起点),与Dot1, Dot3的连线平行,且与Dot2距离为 1/6 * 线段Dot1_Dot3的长度
'       假如是图形的第一段曲线,取节点1,1,2,3进行计算, Dot2 = Dot1
'       且第二个控制点与第一控制点距离取 1/3 * |Dot1_Dot3|,而不是1/6 * |Dot1_Dot3|
'       假如 1/2 * |Dot2_Dot3| < 1/6 * |Dot1_Dot3|
'       那么第二个控制点与第一控制点距离取  1/2 * |Dot2_Dot3|,而不是1/6 * |Dot1_Dot3|
'
'   第三个控制点的位置是:
'       过第四个控制点(Dot3,终点),与Dot2, Dot4的连线平行,且与Dot3距离为 1/6 * |Dot2_Dot4|
'       假如是图形的最后一段曲线,取节点Last-2,Last-1,Last,Last进行计算, Dot4 = Dot3
'       且第三个控制点与第四控制点距离取 1/3 * |Dot2_Dot4|,而不是1/6 * |Dot2_Dot4|
'       假如 1/2 * |Dot2_Dot3| < 1/6 * |Dot2_Dot4|
'       那么第二个控制点与第一控制点距离取  1/2 * |Dot2_Dot4|,而不是1/6 * |Dot2_Dot4|
'...............................................................................................
'   这个自定义函数的计算流程是
'   Step1: 检查输入的X-Y数值是否有错误,如(输入不够三个点,X-Y的数量不一致,起始搜索节点超过范围等等)
'   Step2: 从参数指定的节点开始,计算出四个贝塞尔控制点,得到贝塞尔插值多项式方程,
'          然后代入已知的待求数值,看它能不能满足 f(t)=0 有解 (即曲线包含待查数值)
'   Step3: 如果 f(t)=0 有解,根据解出来的 t 值计算X-Y坐标,退出程序,否则继续检查下一段曲线
'   Step4: 如果所有分段曲线都不包含待查数值,退出程序' u5 a7 ~0 E$ n, v) ]7 s
' B, L- d+ D! o" h0 {7 M: b  ^
更详细的讲解可以参照* x2 Q9 n7 Y& S& \
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B2%9D%E8%8C%B2%E6%9B%B2%E7%B7%9A

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 楼主| 发表于 2013-6-8 18:53:17 | 显示全部楼层
楼层预占,用于问题讨论汇总,管理误删
发表于 2013-6-9 22:33:37 | 显示全部楼层
很好資料
2 e  X4 t/ b2 O& B6 O7 [
发表于 2013-6-10 18:36:15 | 显示全部楼层
有用的资料,谢谢楼主
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