使用optimize.curve_fit拟合时如何固定phi参数？

想要用scipy.optimize.curve_fit固定phi参数？这里有几种实用的方法，帮你轻松实现：

• 方法1：重定义拟合函数，将phi设为常量 #

  如果你已经确定了phi的固定值（比如phi_fixed = 1.0），直接改写拟合函数，把phi替换成固定值，只保留需要优化的参数：

  import numpy as np
  from scipy import optimize
  
  # 替换成你需要固定的phi值
  phi_fixed = 1.0
  
  def sinefunction_fixed_phi(x, a, b, c, omega):
      return a + b * np.sin(omega*x + phi_fixed) + c*(np.sin(omega*x + phi_fixed))**2
  
  x = scan_no
  y = fwhm_r
  # 初始值p0只对应a、b、c、omega四个待拟合参数
  p0 = [0.05, 0.1, 0.01, 0.12]
  params2, params_covariance2 = optimize.curve_fit(
      sinefunction_fixed_phi, x, y, p0, sigma=error_r, absolute_sigma=True
  )
  

  这种方法最直观，适合只固定少数参数的场景。

• 方法2：利用bounds参数锁定phi的范围 #

  如果你不想修改原函数，可以通过bounds参数把phi的上下限设置成同一个值，这样拟合过程中它就会保持固定：

  import numpy as np
  from scipy import optimize
  
  def sinefunction2(x, a, b, c, phi, omega):
      return a + b * np.sin(omega*x + phi) + c*(np.sin(omega*x + phi))**2
  
  phi_fixed = 1.0  # 你的固定值
  x = scan_no
  y = fwhm_r
  p0 = [0.05, 0.1, 0.01, phi_fixed, 0.12]
  
  # 定义每个参数的上下界：phi的上下限都设为固定值，其他参数保留默认范围
  lower_bounds = (-np.inf, -np.inf, -np.inf, phi_fixed, -np.inf)
  upper_bounds = (np.inf, np.inf, np.inf, phi_fixed, np.inf)
  
  params2, params_covariance2 = optimize.curve_fit(
      sinefunction2, x, y, p0, sigma=error_r, absolute_sigma=True,
      bounds=(lower_bounds, upper_bounds)
  )
  

  注意phi在参数列表里的位置是第4个（索引为3），要确保bounds里的对应位置设置正确。

• 方法3：用args参数传递固定值 #

  调整原函数的参数顺序，把固定参数放到最后，然后通过curve_fit的args参数传入固定值，这样拟合时只会优化前面的参数：

  import numpy as np
  from scipy import optimize
  
  # 调整参数顺序，把phi放到最后作为额外参数
  def sinefunction2(x, a, b, c, omega, phi):
      return a + b * np.sin(omega*x + phi) + c*(np.sin(omega*x + phi))**2
  
  phi_fixed = 1.0  # 你的固定值
  x = scan_no
  y = fwhm_r
  # p0只对应a、b、c、omega四个待拟合参数
  p0 = [0.05, 0.1, 0.01, 0.12]
  
  params2, params_covariance2 = optimize.curve_fit(
      sinefunction2, x, y, p0, sigma=error_r, absolute_sigma=True,
      args=(phi_fixed,)  # 传入固定的phi值
  )
  

  这种方法灵活性很高，适合需要固定多个参数的场景，只需要把所有固定参数都放到args里即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Krystal