Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

Dieses Thema im Forum "Schule, Studium, Ausbildung" wurde erstellt von AceOnFire, 20. April 2014 .

  1. #1 20. April 2014
    Kennt jemand von euch ein Programm, mit dem ich auch aus mehreren Punkten (sind an sich eher Messungen zu bestimmten Zeiten) eine Funktion erstellen kann?

    Ich bräuchte die Funktion, um dann den Flächeninhalt unterhalb der Funktion bzw. des Abschnittes zu berechnen.

    Ich habe keine Lust das händisch zu machen. Sind zwar nicht soo viele Messungen aber das dauert ewig und wenn ich mich verrechne, was ich vielleicht auch nicht gleich mitbekomme, kann ich auch wieder ewig meinen Fehler suchen.

    Ich hoffe, dass mir da Jemand helfen kann und mir ein solches Programm zeigen kann.
    Es kann für Linux/Windows sein oder auch online.

    Ich habe da auch schon selbst gesucht aber nur Anleitungen gefunden, wie man es händisch macht oder aber nur für 2 bzw. 3 Punkte und das ist definitiv zu wenig.

    Vielen Dank schon einmal:]
     
  2. #2 20. April 2014
    AW: Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

    Matlab und polyfit. Alternativ kannst du mit Matlab natürlich auch direkt numerisch integrieren (Integration of Numeric Data - MATLAB & Simulink)
     
  3. #3 20. April 2014
    Zuletzt bearbeitet: 20. April 2014
    AW: Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

    Die Antwort kam aber schnell... habe ich überhaupt nicht so schnell erwartet.
    Danke

    Ich sehe mir das jetzt mal an.

    Wenn ich Probleme haben sollte, dann melde ich mich hier wieder.

    EDIT:
    Leider bin ich jetzt an keine Version von Matlab gekommen.
    Konnte es bei meiner Uni nicht finden (werde aber gleich nochmal suchen) und bei Scilab gibt es die Funktion polyfit nicht direkt.
    Ich konnte sie zwar mit einem Paket nachinstallieren aber beim ausführen gibt es immer einen Fehler.
    Code:
    ungültiger Index.
    at line 129 of function polyfit called by : 
    p = polyfit(xwerte, ywerte, 13)
    
    Kann mir da einer helfen?

    Jetzt sind es noch nur 12 Wertepaare für den Test.
    Später werden es aber schon an die 10000.
     
  4. #4 20. April 2014
    AW: Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

    Nimm doch Octave, das ist Syntaxkompatibel zu Matlab und hat polyfit: GNU Octave: Polynomial Interpolation
    Polyfit ist natürlich nur dann sinnvoll, wenn die Wertepaare auch einen Mathematischen Zusammenhang haben. Es macht keinen Sinn bei 12 Werten ein Polynom 13 Grades aufzustellen.
    Hier solltest du (wie schon in Post #2 geschrieben) z.B. direkt numerisch integrieren wenn es dir nur um die Fläche geht. Auch das kann Octave bereits ohne Zusätzliche Pakete: GNU Octave: Numerical Integration
    Die aktuellste Version von Octave (3.8) hat mittlerweile eine eigene GUI (experimentell, funktionierte bei meinen Tests aber ganz gut)

    PS: Sieht ein bisschen danach aus, als würdest du nicht so recht verstehen was du da überhaupt machst. Evtl. solltest du dir die Mathematik und die Anwendung hinter der polynomischen Regressionsanalyse bzw. numerischen Integration vorher mal ansehen und schauen was du für deinen Fall brauchst bevor du deine Messwerte "kaputtrechnest". Da hatten wir auch so paar Spezialisten im Studiengang die Matlab einfach wild mit Messwerten gefüttert haben ohne dabei die Verarbeitung oder das Ergebnis zu verstehen oder in Frage zu stellen.

    PPS: Polyfit war natürlich nur ein Beispiel für eine polynomische Regression. Es gibt noch andere Funktionen für die Regression oder auch abschnittweise definierte Regression z.B. via Splines.
     
  5. #5 21. April 2014
    AW: Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

    Hehe, ja ich weiß noch nicht so ganz genau wie ich das hier bewerkstelligen soll.
    Ich bin jetzt gerade auch erst in meinem 2ten Semester und da ich es langweilig finde ausgedachte Aufgabe zu lösen und ich hier gerade privat einen Anwendungsfall hatte, dachte ich mir ich versuche es einfach mal.
    Beim herum probieren kamen mir dann auch wieder Ideen wie ich das machen kann, wobei ich (wohl typisch für Jemanden, der sich damit noch fast gar nicht auskennt) immer wieder auf Probleme stoße, die es dann zu lösen gilt.

    Zu einem gewissen Grad macht mir so ein Knobeln/Basteln auch Spaß und kann auch beim "produktiven" Arbeiten besser bzw. leichter lernen.

    Ich kenne mich mit den ganzen Möglichkeiten zum Auswerten der Messergebnisse auch kaum aus. Interpolieren war der erste Gedanke der mir beim auswerten der Daten kam. Die sind jetzt auch nur händisch gemessen und notiert worden und sind sowieso nicht besonders genau. Später wird es mit einer Schaltung und Mikrocontroller gemacht.

    Ich meine auch gelesen zu haben, dass es Möglichkeiten gibt, um eine Funktion zu bilden, bei der der spätere Graph dann nicht durch jeden Punkt geht, sondern einfach eine näherungsweise Funktion (!?!?) bildet, wo berücksichtigt wird, dass die Werte nicht zu 100% genau/richtig sind.

    Womöglich hast du den Namen auch schon genannt und ich habe es einfach überlesen ohne zu merken, dass es das ist.
    Ich kann mir Namen von solchen Algorithmen schlecht merken, erst recht wenn ich von denen nur ein zwei mal gehört habe.

    Das numerische Integrieren wird wohl das schnellste sein, zumal ich wirklich nur am Flächeninhalt unter dem Graphen interessiert bin und bis heute nicht wusste, dass man das auch ohne die Funktion zu kennen machen kann.

    Langer Beitrag und nochmals Danke.
    Hast mir echt sehr geholfen
     
  6. #6 21. April 2014
    AW: Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

    In der Physik macht man sowas mit Origin. Ich würde aber sagen, dass da ne Einarbeitung in die Fit-Prozedur etwas länger dauert als das einmal händisch zu machen.
     
  7. #7 21. April 2014
    AW: Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

    Numerische Mathematik und Signalanalyse/Signalverarbeitung haben mir immer sehr viel Spaß gemacht. Deshalb evtl. ein (nicht so ganz sinnvolles, aber anschauliches) Beispiel:

    Ich stelle mir hier ein Thermometer auf den Balkon und messe den Tag über alle x Sekunden die Temperatur.
    Jetzt möchte ich das arithmetische zeitliche Mittel der Temperatur berechnen. Hierzu muss ich die Temperatur integrieren. Keiner würde jetzt auf die Idee komme da zu versuchen eine Mathematische Funktion zwischen Zeit und Temperatur zu finden, denn die existiert nicht. Eine Regression ist hier also Unsinn. Die Werte werden also wie sie sind numerisch Integriert.

    Vorher möchte ich aber den Temperatur-Sensor charakterisieren. Hierzu messe ich zu bestimmten Temperaturen den Ausgang des Sensors. Nun muss ein Mathematischer Zusammenhang zwischen Sensor Ausgang und Temeratur bestehen, denn sonst kann ich keinen Messumformer aufbauen. Hier macht die Regression Sinn. Allerdings wird versucht, die Funktion so einfach wie möglich zu halten. Diese wird nahezu NIE 100% durch alle Messwerte gehen. Hier wird bei 100 Messwerten z.B. ein Polynom 3 Grades gewählt (typischer PT Temperaturwiderstand im negativen Temp-Bereich).

    Basteln, ausprobieren und knobeln macht in der Signalanalyse nur bedingt Sinn. Wenn du nicht verstehst was dein Programm macht hast du keine Chance die Ergebnisse zu interpretieren. Hier solltest du dir vorher ein paar Grundkenntnisse aneignen. Da findest du bestimmt was dazu in der Bib. Ich kann keine Literaturvorschläge machen da ich zu faul bin jetzt meine alten Skripten zu suchen (bin mir eh nicht sicher ob da Literatur-technisch was drin steht).

    Ist länger geworden als angedacht und der Kaffee ist auch kalt. Nungut...
     
  8. #8 23. Mai 2014
    AW: Programm zum erstellen einer Funktion aus Punkten

    Ich kann Dir zu folgenden drei Statistikprogrammen raten:

    - R - ein kostenlos herunterladbares Programm mit eben deiner gesuchten Funktion, die Du haben möchtest
    - Stata
    - SPSS

    Stata und SPSS sind natürlich vielfältiger, allerdings auch nicht kostenlos.

    R ist daher für Dich aus meiner Sicht eine gute Lösung!
     

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