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数字数据的集成

此示例显示如何以数字方式集成一组离散速度数据以近似行动的距离。这不可缺少的家庭仅接受函数把手作为输入,因此这些功能不能与离散数据集一起使用。用trapz.Cumtrapz.当函数表达式不能用于集成时。

查看速度数据

考虑以下速度数据和相应的时间数据。

VEL = [0 .45 1.79 4.02 7.15 11.18 16.09 21.90 29.05 29.05......29.05 29.05 29.05 22.42 17.9 17.9 17.9 17.9 17.9 14.34 11.01......8.9 6.54 2.03 0.55 0];时间= 0:24;

该数据表示以超过24秒的单间隔拍摄的汽车(M / s)的速度。

绘制速度数据点并用直线连接每个点。

图绘图(时间,vel,' -  *') 网格标题('汽车速度')包含('时间(s)') ylabel ('速度(m / s)'的)

图中包含一个轴对象。标题为“汽车速度”的轴对象包含一个类型为line的对象。

在加速期间,斜率是阳性的,在恒定速度期间为零,并且在减速时期的阴性期间。当时t = 0.,车辆休息vel(1)= 0多发性硬化症。车辆加速直到达到最大速度t = 8.S of.VEL(9)= 29.05M / s并保持4秒的速度。然后减速到Vel(14)= 17.9M /s,持续3秒,最终回到静止状态。由于速度曲线有多个不连续点,单个连续函数无法描述它。

计算总路程

trapz.通过使用数据点来创建梯形,因此执行离散集成,因此非常适合处理具有不连续性的数据集。该方法在数据点之间的行为是非线性时,可以减少数据点之间的线性行为和准确性。为了说明,您可以使用数据点作为顶点将梯形绘制到图表上。

xverts = [(1: end-1);时间(1:end-1);时间(2:结束);时间(2:结束)];yverts = [0 (24);韦尔(1:end-1);韦尔(2:结束);0 (24)];p =补丁(xverts yverts,'B''行宽', 1.5);

图中包含一个轴对象。标题为“汽车速度”的轴对象包含两个类型为line和patch的对象。

trapz.计算一组离散数据下的面积,将区域分割成梯形。然后,该函数将每个梯形的面积相加,以计算总面积。

计算汽车(对应于阴影区域)行进的总距离通过使用数字地使用速度数据trapz.。默认情况下,假定点之间的间距1如果使用语法trapz(y)。但是,您可以指定不同的均匀或不均匀的间距X与语法trapz(x,y)。在这种情况下,读数之间的间距时间向量是1,因此使用默认间隔是可以接受的。

距离= trapz(vel)
距离= 345.2200

汽车行驶的距离t = 24.S约为345.22米。

绘图累计距离旅行

Cumtrapz.功能与之密切相关trapz.。尽管trapz.只返回最终的集成值,Cumtrapz.还返回向量中的中间值。

计算行进的累积距离并绘制结果。

Cdistance = cumtrapz(vel);t =表(时间',cdistance','variablenames', {'时间''cumilativeistance'})
t =25×2表时间umpulativeistance __________________ 0 0 1 0.225 2 1.345 3 4.25 4 9.835 5 19 6 32.635 7 51.63 8 77.105 9 106.15 10 135.2 11 164.25 12 193.31 13 219.04 14 239.2 15 257.1⋮
情节(CDISTANCE)标题('累计距离每秒行驶')包含('时间(s)') ylabel ('距离(m)'的)

图中包含一个轴对象。具有标题累积距离的轴对象每秒行驶的累计距离包含类型线的对象。

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