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gmx analyze分析数据集

gmx analyze [-f [<.xvg>]] [-ac [<.xvg>]] [-msd [<.xvg>]] [-cc [<.xvg>]]

[-dist [<.xvg>]] [-av [<.xvg>]] [-ee [<.xvg>]] [-bal [<.xvg>]]

[-g [<.log>]] [-nice ] [-[no]w] [-xvg ] [-[no]time]

[-b ] [-e ] [-n ] [-[no]d] [-bw ]

[-errbar ] [-[no]integrate] [-aver_start ]

[-[no]xydy] [-[no]regression] [-[no]luzar] [-temp ]

[-fitstart ] [-fitend ] [-smooth ]

[-filter ] [-[no]power] [-[no]subav] [-[no]oneacf]

[-acflen ] [-[no]normalize] [-P ] [-fitfn ]

[-beginfit ] [-endfit ]


gmx analyze 可以读取一个 ASCII 文本文件并分析其中的数据集。输入文件中每行的第一个数据可以是时间(见 -time 选项),后面跟着任意数目的 y 值。程序也可以读入多个数据集,它们之间以 & 符号(-n 选项)隔开;在这种情况下,对每一行,程序只会读入一个 y 值。程序会忽略所有以 # 和 @ 开头的行。所有的分析都可以用于数据集的导数(-d 选项)。除 -av 和 -power 外,所有选项都假定数据点之间的时间间隔是相等的。

gmx analyze 总会显示每一数据集的平均值和标准差,以及第三累积量和第四累积量的相对偏差,后二者都是相对于具有相同标准差的高斯分布计算的。选项 -ac 计算自相关函数。请确保数据点之间的时间间隔远小于自相关的时间尺度选项 -cc 给出数据集 i 与周期为 i/2 的余弦之间的相似性。计算公式为:

2 (integral from 0 to T of y(t) cos(i pi t) dt)^2 / integral from 0 to T of y^2(t) dt

这可用于由协方差分析得到的主成分,因为随机扩散的主要成分是单纯的余弦。


选项 -msd 计算均方位移。

选项 -dist 计算分布图。

选项 -av 计算数据集的平均值。可以使用 -errbar 选项得到平均值的误差限。误差限可以表示标准偏差,误差(假设各数据点是独立的),或是通过弃去顶部和底部 5% 的点而包含 90% 数据点的区间。

选项 -ee 使用块平均估计误差。数据集被划分为多块,并计算每块的平均值。总平均值的误差根据 m 个块平均值 B_i 之间的方差进行计算:error^2 = sum (B_i - <B>)^2 / (m*(m-1))。程序会给出误差与块大小的函数关系。假定自相关是两个指数函数之和,程序还会给出解析的块平均值曲线。块平均值的解析曲线为:

f(t) = sigma * sqrt(2/T ( alpha (tau_1 ((exp(-t/tau_1) - 1) tau_1/t + 1)) +(1-alpha) (tau_2 ((exp(-t/tau_2) - 1) tau_2/t + 1)))),

其中 T 为总时间。alpha,tau_1 和 tau_2 通过将 error^2 拟合为 f^2(t) 得到。如果实际的块平均值非

常接近解析曲线,误差为 sigma * sqrt(2/T (a tau_1 + (1-a) tau_2))。完整推导见 B. Hess, J. Chem.Phys. 116:209-217, 2002。


选项 -filter 给出每个数据集和所有数据集相对于滤波平均值的 RMS 高频波动。滤波器正比于 cos(pit/len),其中 t 从-len/2 到 len/2。len 由 -filter 选项指定。此滤波器可以将周期为 len/2 和 len 的振荡分别降低为原来的 79% 和 33%。选项 -g 使用 -fitfn 选项给出的函数对数据进行拟合。选项 -power 使用 b t^a 对数据进行拟合,这是通过在双对数标度下进行 a t + b 线性拟合实现的。拟合时,会忽略第一个零之后或负值之后的所有点。选项 -luzar 对gmx hbond↪113 的输出进行 Luzar-Chandler 动力学分析。输入文件可以直接来自 gmx hbond -ac,并应该得到与其相同的结果。

选项 -fitfn 可用于拟合不同类型的曲线,这些曲线具有分子动力学背景,主要是指数曲线。更多信息见手册。为检查拟合过程的输出,可使用 -fitted 选项将原始数据和拟合函数输出到新的数据文件中。拟合参数存放在输出文件的注释中。

输入/输出文件选项

选项

默认值

类型

说明

-f [<.xvg>]

graph.xvg

输入

xvgr/xmgr文件

-ac [<.xvg>]

autocorr.xvg

输出可选

xvgr/xmgr文件

-msd [<.xvg>]

msd.xvg

输出可选

xvgr/xmgr文件

-cc [<.xvg>]

coscont.xvg

输出可选

xvgr/xmgr文件

-dist [<.xvg>]

distr.xvg

输出可选

xvgr/xmgr文件

-av [<.xvg>]

average.xvg

输出可选

xvgr/xmgr文件

-ee [<.xvg>]

errest.xvg

输出可选

xvgr/xmgr文件

-bal [<.xvg>]

ballisitc.xvg

输出可选

xvgr/xmgr文件

 

控制选项

选项

默认值

说明

-nice <int>

0

设置优先级

-[no]w

no

查看输出的.xvg, .xpm, .eps.pdb文件

-xvg <enum>

xmgrace

xvg绘图格式: xmgrace, xmgr, none

-[no]time

yes

预计输入含有时间

-b <real>

-1

读取数据集的起始时间

-e <real>

-1

读取数据集的终止时间

-n <int>

1

读取指定数目彼此间以&分开的数据集

-[no]d

no

使用导数

 

控制选项

选项

默认值

说明

-bw <real>

0.1

分布的分格宽度

-errbar <enum>

none

-av的误差: none, stddev, error, 90

-[no]integrate

no

使用梯形规则对数据函数进行数值积分

-aver_start <real>

0

由此开始对积分进行平均

-[no]xydy

no

积分时将第二个数据集作为y值的误差

-[no]regression

no

对数据进行线性回归分析.如果设定了-xydy选项第二个数据集将被视为Y值的误差.否则如果存在多个数据集将会进行多元线性回归,计算能使χ^2^ = (y - A_0 x_0 - A_1 x_1 - ... - A_N x_N)^2^取最小值的常数A,其中Y为输入文件中的第一个数据集而x_i为其他数据集请阅读-time选项的信息.

-[no]luzar

no

对相关函数进行Luzar-Chandler分析并与gmx hbond的结果进行关联.当同时也给出-xydy选项时第二列和第四列将被视为c(t)n(t)的误差.

-temp <real>

298.15

进行Luzar氢键动力学分析时的温度(K)

 

控制选项

选项

默认值

说明

-fitstart <real>

1

为获得HB断裂和形成的前向和后向速度常数对相关函数进行拟合的起始时间(ps)

-fitend <real>

60

为获得HB断裂和形成的前向和后向速度常数对相关函数进行拟合的终止时间(ps).只能与-gem一起使用.

-smooth <real>

-1

如果此值>=0, 通过拟合为指数函数 y=A exp(-x/τACF的尾部进行平滑

-filter <real>

0

使用此长度的余弦滤波器滤波后打印高频涨落

-[no]power

no

将数据拟合为 btabta

-[no]subav

yes

计算自相关前减去平均值

-[no]oneacf

no

对所有数据集计算一个ACF

-acflen <int>

-1

ACF的长度默认为帧数的一半

 

控制选项

选项

默认值

说明

-[no]normalize

yes

归一化ACF

-P <enum>

0

ACF Legendre多项式的阶数(0表示不使用): 0, 1, 2, 3

-fitfn <enum>

none

拟合函数: none, exp, aexp, exp_exp, vac, exp5, exp7, exp9, erfit

-beginfit <real>

0

对相关函数进行指数拟合的起始时间

-endfit <real>

-1

对相关函数进行指数拟合的终止时间, -1表示直到最后

 

 


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