三次样条插值边界条件、MATLAB |
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鉴于学习需要,最近在看三次样条插值有关内容,仅以此作为学习记录,还请大佬们不吝赐教! 目 录 第I型边界 自然边界【Natural Spline】 第II型边界、夹持边界、固定边界【Clamped Spline】 非扭结边界(非节点边界)【Not-A-Knot Spline】 混合边界 循环边界 MATLAB库函数 不同边界情况对比结果1.第I型边界 即给定两端点的二阶导数值分别为A和B,即:
2.自然边界【Natural Spline】 当左右两端点的二阶导数值为零,即:
上述I型边界退变为自然边界。即该点的曲率为零,曲率计算公式为:
3.第II型边界、夹持边界、固定边界【Clamped Spline】 给定两端点的一阶导数值分别为A和B,即: 4.非扭结边界(非节点边界)【Not-A-Knot Spline】 强制第一个插值点的三阶导数值等于第二个点的三阶导数值,最后第一个点的三阶导数值等于 最后第二个点的三阶导数值,即:
5.混合边界:即将第I型边界和第II型边界混合起来,也分两种情况: ①第一种情况 ②第二种情况
6.循环边界:端点处的一阶导和二阶导相等的边界条件,适用于封闭或循环的图形。 MATLAB库函数 目前MATLAB中实现样条插值的函数主要包括有两个函数: spline函数其调用格式如下所示,其返回值是一个结构体变量,其包括我们所需要的三次样条系数。 调用形式: 该函数的默认边界条件是非扭结边界条件,除此之外,其还可以实现第II型边界条件,同时 可以实现一维或者高维的曲线插值。第II型边界条件实现: csape函数 默认边界条件是自然边界,即为两端点的二阶导数值为零。 不同边界情况对比结果: 1.自然边界: cs3=csape(s',xy','variational'); % 自然边界,二阶导数值为0 结果如下: 2.夹持边界 cs3=csape(s',xy','complete',[[1;1],[-0.012;-0.03]]); % 一阶边界条件 结果如下: 3.非扭结边界 cs3=csape(s',xy','not-a-knot'); % 非扭结边界条件 结果如下:
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