Origin數(shù)據(jù)交互與曲線擬合

rigin數(shù)據(jù)交互與曲線擬合在這篇博文中，講述兩個方面的內(nèi)容，一是Origin與其他軟件的數(shù)據(jù)交互，二是使用Origin進行曲線擬合，目標不是面面俱到，而是以夠用為原則。關(guān)于Origin與其他軟件的數(shù)據(jù)交互。包含兩方面的內(nèi)容，一是從其他文件讀取數(shù)據(jù)然后進行做圖或者分析，或是將Origin輸出為其他形式的文件，二是Origin做出來的圖像如何在Word中使用。上面兩篇博文講的數(shù)據(jù)都是手動輸入的，如果有大量的實驗數(shù)據(jù)，顯然手動輸入是不太現(xiàn)實的，這就需要導(dǎo)入數(shù)據(jù)。根據(jù)參考［1］上的說法，數(shù)據(jù)格式主要分成三大類：ASCII碼文件、二進制（Binary）文件、數(shù)據(jù)庫文件。我們一般用的是第一種，它是Windows平臺上最簡單的文件格式，常用的擴展名為*.txt和*.dat，幾乎所有的軟件都支持ASCII格式的輸出。一般來說，典型的ASCII格式的數(shù)據(jù)文件，由表頭和實驗數(shù)據(jù)組成，我從ADAMS做的仿真中導(dǎo)出了一個txt文件，其文件表頭如圖1所示。在Origin菜單欄File->Import->SingleASCII，或者使用工具欄中的ImportSingleASCII，蹦出如圖2所示的對話框。最后導(dǎo)入Origin中的數(shù)據(jù)如圖3所示，數(shù)據(jù)導(dǎo)入后可以進行相應(yīng)的分析和做圖了。,"aut&all1117""Tiiiie"氏珪演舞樊蜿+的齪8.382582P-SW2"Tiiiie"氏珪演舞樊蜿+的齪8.382582P-SW21.67167(19-8813.333333e-001,■ZEROt-plUtJ隊施MDDE+麗。701835e+0a06-19299iie+000加058155e+flei2帛 十IRinT,curve1)""ZEHiK.plot1.curve1)"K旬前贛0魄-4.149322e-^sJ1-4.9^12S9e-^sJ1-4.9Ji2938e-001圖1導(dǎo)入的TXT文件表頭圖2導(dǎo)入文件對話框BCY)cmLengName"Time""ZERQ.(.ploJ_1.qjrvej)Uni粉■.CommentsSparklines；wAW#'□0□.2008383170184-0.2500130.167176.19299■0.41493■40.2505412.79755■0.4901350.3333320.58155■0.4943960.3339520.64283-0.4914S10.4175929.29908-0.117S&圖3導(dǎo)入Origin中的數(shù)據(jù)Origin當然也可以導(dǎo)入Excel數(shù)據(jù)，此外，我感覺到很不錯的是Origin也可以導(dǎo)入Matlab中的MAT文件，這樣的話就可以在Matlab中進行計算，然后在Origin中進行做圖處理，在Origin菜單欄File->Import->Matlab(Mat)即可導(dǎo)入Mat文件。使用如下兩條命令savex.txtmm

ascii和save('x.mat','mm')即可將變量mm存入x.txt和x.mat中。做圖寫論文，涉及到如何將Origin圖像轉(zhuǎn)移到Word中，前篇博文已經(jīng)講到可以將Origin圖像輸出為文件形式了，然后插入Word中，此外也可以在Origin菜單欄Edit->CopyPage，然后粘貼到Word中，雙擊或者右鍵Graph對象->Edit即可進行修改，如圖4所示，不過如果在電腦上沒有安裝Origin軟件則不可以進行修改。0.0圖4在Word中對插入的Graph圖像進行修改此外，還有一點需要說明的，就是可以使用Layout作為容器，即將其作為一張白紙，在其上存儲不同的內(nèi)容，如圖5所示，可AddText、AddGraph、AddWorksheet等，可以用下方的對齊工具欄進行相應(yīng)位置的調(diào)整。圖5LayoutOK,下面說說如何使用Origin進行曲線擬合。Origin的數(shù)據(jù)分析功能有曲線擬合、信號處理、統(tǒng)計分析等，我覺得這些功能在Matlab中實現(xiàn)比較方便，因此在此主要講一下Origin的曲線擬合功能。Origin中的線性擬合如下操作，菜單欄Analysis->Fitting->FitLinear即可，我們常用的多項式擬合如下操作，菜單欄Analysis->Fitting->FitPolynomial，出現(xiàn)如圖6所示的對話框，在圖6的操作1中輸入Y軸數(shù)據(jù)，在操作2中改變要擬合的階次。我們使用參考［2］中的數(shù)據(jù)，最后出現(xiàn)的擬合結(jié)果的分析報表如圖7所示，有關(guān)系數(shù)的擬合結(jié)果如圖7的操作2所示，在圖7的操作1中的R平方相關(guān)系數(shù)越接近1說明擬合的越好，圖8給出了圖7中所擬合的各個參數(shù)的意義。從圖8可以看出，所擬合曲線的系數(shù)從高階到低階依次為：0.01778、0.0381、2.24365、1.99762，參考［2］的擬合結(jié)果分別為：0.017777777777781、0.038095238095238、1.997619047619047、2.243650793650794，兩者結(jié)果相當接近。

圖6多項式擬合對話框■+Notes:0.30467Prob>F3.95704413985.666676；37337E-97.14286E-6Errar8.871143也寸由f比匚匕叫1此毋r用頃MeanSquareFValue8.871122.14286E-51.997622.343650.005480.0381^0.01778NumberofPoints7DegreofFreedomResidualSumofSquare^2.14286E-5Adj.R-SquareInterceptB1E32E33；Staiistic^ValueErrorValueErrorValueErrorValueErrorAdj.R-Square01.997620.001542.243650.005480.03810.004670.017780.01164["Summary-ANOVA□FSumofSquare^Mode!圖7三次擬合分析報表1PofymmialFit(2Q1Q-12-1015:10:06).-A/o?esDescriptiorPerformPolyncmnialFittingUserNamexiaoxiaobeifengOperationTime■2010-12.1015:10:05EquationIntercept+日 +B2V2+ReportStatusNewAnalysisReport■WeightNoWeighting圖8三次擬合分析報表2下面說一下Origin中的自定義函數(shù)擬合，所使用的數(shù)據(jù)來源為ADAMS的仿真結(jié)果，輸入X為：0、30/240、60/240、90/240、120/240、150/240、180/240，輸出Y為：389.4630、443.9221、709.6890、784.7739、1562.6、1777.2、3421.2，所使用的擬合關(guān)系為Y=a*((1+X)/(1-X))A2+b*(1+X)/(1-X)+c，以上述數(shù)據(jù)為例自定義函數(shù)擬合的過程如下：(1)菜單欄Tools->FittingFunctionsOriganizer，出現(xiàn)如圖9所示的界面。點擊左下方的UserDefined，使用NewCategory建立目錄并命名，使用NewFunction建立函數(shù)并命名，在圖9的操作4里面輸入變量和參數(shù)以及函數(shù)表達式。(2)單擊圖9中的操作5,出現(xiàn)如圖10所示的界面，點擊Compile，左下角出現(xiàn)Done!說明完成編譯工作，單擊ReturntoDialog返回自定義函數(shù)對話框，然后單擊圖9中的Save即可保存，使用Simulate即可進行模擬，如圖11所示。(3)在數(shù)據(jù)表格窗口中，選中Y列(注意一定要選中，否則無數(shù)據(jù)來源，當然也可以先做出圖像，然后在圖像中進行后續(xù)操作)，菜單欄Analysis->Fitting->NonlinearCurveFit，出現(xiàn)如圖12所示的使用自定義函數(shù)進行擬合的對話框。圖9自定義擬合函數(shù)]FileEditeWTools也luL。胃Help姬|湖|!|幼IJa11宰|日|呼|呼ICompile .eturntoDlalo//IndependentUariatole（sj:doiLble>!：.//DependentVariablei,s）:d.oubL=-￡y）//Be^innincrofeditablepart攵=宜± 占號]人」+舊哧（斗+x）｛（Linking...EJone!Linking...EJone!compiling...nlfNewFunction.fit￡3one!iJluy.sirici.GCjrrLCjn/bsiisricjzi日ozicicJd^LjIo^iJluy.sirici.GCjrrLCjn/bsiisricjzi日ozicicJd^LjIo^圖10自定義函數(shù)代碼編譯圖11自定義函數(shù)模擬用11平邛煩E 目*41110Parame+^rsSouftdEF=unctimSelec眼m頑ionFileName(_FDF]D電七包SelectioilFittedClH'VsEAdvaiLCfedCaEcgowFunebon1 7dingqianllUser)w￡:^DocumentsandSeaingS^ao^motied悟ng'MpDocioemMOiiginLlscrF4es1,ifiUunc1dingi^ui村Gli』I虬I晶Ir^rii7^ri二Fit￡ui've亍Fb「—-kt□cj!ri=|-cyrauri/b^i'fenLJZJ=i□/!=idsbI*:rArmnl：=ihamnlrf.nrvpMrssaFp^FmrtinmFrI■H^^iniiJtalHintsFit￡ui've圖12使用自定義函數(shù)進行曲線擬合在圖12所示的對話框中，點擊Parameters進行參數(shù)的初始化，當然也可以點擊下面的InitializeParameters進行參數(shù)初始化，注意參數(shù)初始化這一步是必須的；在Bounds中設(shè)置參數(shù)的上下限。這里面有個問題，我剛開始的時候在數(shù)據(jù)X列中輸入的是分數(shù)，就是不出來結(jié)果，具體的癥狀見參考［3］，后來我將分數(shù)改為了小數(shù)，就出來了結(jié)果，具體的擬合參數(shù)見圖13,擬合曲線見圖14。a、b、c的結(jié)果分別為11.84782、408.19193、-43.51315，我在matlab使用最小二乘擬合的結(jié)果為11.8478、408.1919、-43.5132。?Nodes'-ValueStandardError「彳 II.8478? ，19.8U蕓苴:日國 ［乩衛(wèi)口引勺|上| -435-315| W45.2B531IterationsFenLinTied=4TctalIt已司。「15in$做而=4FitconvergHid-tolerancecriterionsatisfied.TOC\o"1-5"\h\z□Statistics ..Num如of