【MATLAB第101期】基于MATLAB的sobol二阶指数计算的探讨【研究中】

发布于:2024-03-21 ⋅ 阅读:(226) ⋅ 点赞:(0)

【MATLAB第101期】基于MATLAB的sobol二阶指数计算的探讨【研究中】

在MATLAB中计算Sobol二阶效应指数通常涉及到全局敏感性分析(Global Sensitivity Analysis, GSA),其中Sobol方法是一种流行的技术,用于评估模型输入参数的敏感性。Sobol二阶效应指数衡量的是两个参数之间的交互作用对模型输出的影响。

Sobol二阶效应指数的计算涉及到以下步骤:

1.生成Sobol序列:首先,你需要生成一个Sobol序列,这是一个低差异性的样本点集,用于评估模型。

2.模型评估:对于每个样本点,计算模型的输出。

3.计算Sobol指数:使用Sobol序列和模型输出,计算每个参数的一阶和二阶效应指数。

Sobol二阶效应指数的计算公式如下:
在这里插入图片描述

1.chatgpt思路:
在MATLAB中,你可以使用sobolindices函数来计算Sobol指数,这个函数是Global Sensitivity Analysis Toolbox的一部分。以下是一个简单的示例代码:

% 假设你有一个模型函数modelFunction

modelFunction = @(x) ...; % 你的模型函数
% 生成Sobol序列
N = 3; % 参数的维数
M = 2^N - 1; % 样本点的数量
sobolSeq = sobol(N, M);
% 计算模型输出
output = arrayfun(modelFunction, sobolSeq);

% 计算Sobol指数
[S1, S2, S3, Sst] = sobolindices(sobolSeq, output);

其中,S1是一阶效应指数,S2是二阶效应指数,S3是三阶效应指数,Sst是总效应指数
请注意,上述代码中的sobolindices函数是一个高级函数,它内部会处理所有的计算细节,包括方差的计算和效应指数的分解。如果你需要更详细的计算过程,你可能需要参考相关的统计文献来理解Sobol序列的生成和效应指数的计算方法。

sobolindices函数可以在最新版matlab中搜索是否存在 。

2.个人思路:
除了借鉴chatgpt思路,还需介绍python的SALib库计算二阶指数的思路:
在这里插入图片描述
加入二阶指数后,总方差V(Y)也会相应发生变化。
而我认为A、B、AB矩阵也会发生相应变化,
如原矩阵A=[1 2 3;4 5 6]
可能会变成:
A12 =[1 2 3;1 2 6; 4 5 3; 4 5 6]
A13 =[1 2 3; 1 5 6; 4 2 6 ; 4 5 6]
A23 =[1 2 3 ;4 2 3; 1 5 6; 4 5 6]
A2=[A12 A13 A23]
相应计算出B2和AB2以及YA2、YB2和YAB2。
因一阶指数S已知,则S2也可以根据公式算出,总效应指数则也可以算出。

若有sobolindices函数测试出来的,欢迎底下评论~


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