一氧化碳氣體檢測儀的算法設計
2.2 二維拉格朗日插值
首先說明二維拉格朗日插值的原理,假定在平面xOy的一個長方形網格的節點上,給定f(x,y)的函數值,即定義在節點的值為fi,j=f(xi,yj)。一個雙插值由兩步組成,每一步都利用一個一維插值。
第一步,做y方向的插值,求出E和F點的插值:


第二步,在fE和fF之間做線性插值:

其中二維區域的雙線性區域如圖1所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/195022.htm
把這兩步寫成一個公式,可得:
以上部分是通過二維線性插值的方法來實現對數據的處理的,這種方法對于數據處理來說仍有不足的地方,根據上述相同的數據處理思想,可以利用二維拉格朗日插值算法來實現其相同的功能,使數據處理效果更佳。
3 拉格朗日插值算法設計
3.1 拉格朗日插值算法實現的方法
本算法用拉格朗日插值公式對二維不等距觀測數據進行成組插值,實現對吸收系數的計算。可以選擇不同的節點數n來實現插值。有觀測數列(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),并且x1x2…xn。當觀測樣點數m較大時,如用全區間拉格朗日插值,計算量將很大,也無必要。為此,選定節點數n,這里nm,在全區間內進行移動插值。此時,對于計算給定點x的函數值y(x)的拉格朗日插值公式為:
式中:j是移動插值時所取n個插值節點中最大的那個序號數,做如下取值:
m是觀測數列的樣點數。
通過二維拉格朗日插值算法的處理,就能夠較為精確地求出吸收系數,從而根據比爾-朗伯特(Beer Lambert)定律I=Ioexp[-a(v)CL]反推出被測一氧化碳氣體的濃度,其中a(v)為吸收系數;I(t),Io可通過激光探測器測量得到;L為吸收路徑長度,由設計者自行設定。
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