迭代最小二乘法英文解释翻译、迭代最小二乘法的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 iterative least square method
分词翻译:
迭代的英语翻译:
【计】 iterate; iteration
最小二乘法的英语翻译:
【计】 least square method; least square procedure; method of least squares
【化】 least square method; method of least squares
专业解析
迭代最小二乘法(Iterative Least Squares, ILS)是一种通过逐次逼近优化模型参数的数值计算方法,其核心目标是通过最小化误差平方和实现参数估计。在汉英词典中,该术语对应“迭代最小二乘-逐次最小二乘”(迭代:iterative;最小二乘:least squares),强调算法通过循环修正逐步逼近最优解的特性。
从数学角度,其模型可表示为:
$$
min{theta} sum{i=1}^n | y_i - f(x_i,theta) |
$$
其中$theta$为待估参数,$f(x_i,theta)$为观测模型。与传统最小二乘法不同,迭代版本通过梯度下降或高斯-牛顿法等增量式更新参数,适用于非线性系统和大规模数据集。
该算法在工程领域具有广泛应用:
- 信号处理:用于自适应滤波器的系数修正(参考IEEE Xplore文献库)
- 机器人定位:通过传感器数据迭代优化位姿估计
- 计量经济学:处理动态系统中的时变参数建模
权威文献如《Numerical Recipes》指出,该方法通过引入正则化因子可改善病态矩阵的数值稳定性。国际数学联盟(IMU)发布的《数学百科全书》特别强调其在鲁棒估计中的扩展应用价值。
网络扩展解释
迭代最小二乘法(Iterative Least Squares)是普通最小二乘法(OLS)的扩展,主要用于解决非线性回归、异方差数据或复杂模型参数估计等问题。其核心思想是通过多次迭代优化参数,逐步逼近最优解。以下是详细解释:
1. 基本原理
- 普通最小二乘法:直接通过解析解 $hat{beta} = (X^T X)^{-1} X^T Y$ 计算参数,适用于线性模型且误差满足同方差性。
- 迭代最小二乘法:当模型非线性或数据存在异方差时,无法直接求解解析解,需通过迭代调整参数或权重,逐步最小化残差平方和。
2. 迭代过程
典型的步骤包括:
- 初始化:给定参数初始值 $beta^{(0)}$(如随机值或OLS初始解)。
- 迭代更新:
- 计算当前残差 $e^{(k)} = Y - f(X, beta^{(k)})$。
- 根据残差调整权重矩阵 $W^{(k)}$(例如异方差时赋予小残差数据更高权重)。
- 更新参数:$$beta^{(k+1)} = (X^T W^{(k)} X)^{-1} X^T W^{(k)} Y$$
- 收敛判断:当参数变化量 $|beta^{(k+1)} - beta^{(k)}| < epsilon$ 或残差不再显著减小时停止。
3. 应用场景
- 非线性模型(如指数衰减、Logistic增长):通过局部线性化迭代求解。
- 异方差数据:用加权迭代最小二乘(IRLS)动态调整权重。
- 动态系统参数估计:如自适应滤波、实时数据处理。
4. 数学示例
假设模型为 $y = beta_0 e^{beta_1 x} + epsilon$(非线性):
- 线性化:取对数得近似方程 $ln y approx ln beta_0 + beta_1 x$,用初始解 $beta^{(0)}$。
- 迭代计算雅可比矩阵 $J$(偏导数矩阵),更新参数:
$$
beta^{(k+1)} = beta^{(k)} + (J^T J)^{-1} J^T (Y - f(X, beta^{(k)}))
$$
5. 优缺点
- 优点:能处理非线性、异方差问题;灵活性高。
- 缺点:依赖初始值,可能陷入局部最优;计算量大于OLS。
如果需要进一步了解特定算法(如IRLS或Levenberg-Marquardt),可提供具体实现代码或扩展公式。
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