R语言nls()设置起始点与上下限时报错的解决问询

错误原因 #

你试图通过将mconst的上下限都设为0来固定截距，但nls的"port"算法仍会把这个参数视为待估计项。计算梯度时，固定参数的梯度是标量0，而其他参数的梯度是与数据集长度（100行）一致的向量，两者相乘时出现维度不匹配，引发错误。

解决方法 #

方法1：直接移除截距项（推荐） #

既然要固定截距为0，直接在公式中指定无截距模型，同时移除参数列表中的mconst：

start_vec <- c(x1 = 0, x2 = 0, x3 = 0, x4 = 0, x5 = 0)
upper_vec <- c(x1 = Inf, x2 = Inf, x3 = Inf, x4 = Inf, x5 = Inf)
lower_vec <- c(x1 = -Inf, x2 = -Inf, x3 = -Inf, x4 = -Inf, x5 = -Inf)

nls(formula = y ~ 0 + x1 + x2 + x3 + x4 + x5,
    data = dat, 
    start = start_vec, 
    lower = lower_vec,
    upper = upper_vec,
    algorithm = "port")

方法2：使用offset固定截距 #

如果需要保留mconst的写法逻辑，可以用offset将截距固定为0，此时不需要在参数列表中包含mconst：

start_vec <- c(x1 = 0, x2 = 0, x3 = 0, x4 = 0, x5 = 0)
upper_vec <- c(x1 = Inf, x2 = Inf, x3 = Inf, x4 = Inf, x5 = Inf)
lower_vec <- c(x1 = -Inf, x2 = -Inf, x3 = -Inf, x4 = -Inf, x5 = -Inf)

nls(formula = y ~ offset(0) + x1 + x2 + x3 + x4 + x5,
    data = dat, 
    start = start_vec, 
    lower = lower_vec,
    upper = upper_vec,
    algorithm = "port")

额外提示 #

如果你的模型本质是线性的（当前公式为线性形式），使用lm(y ~ 0 + x1 + x2 + x3 + x4 + x5, data = dat)会比nls更高效、稳定，无需设置起始值和算法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Moritz Schwarz