Selecting an optimum data range for curve fitting in R

I am running some electrochemical corrosion tests and trying to fit a Tafel plot like this

Tafel Plot

to the Butler-Volmer Equation, where I is the x-axis data and E is the y-axis data.

Butler-Volmer Equation

Because the BV equation and the data start to deviate at higher x values, I am trying to find a way to algorithmically determine the optimum data range to fit. I’m looking for the largest range of data that gives me the smallest residuals. (I’m dividing the sum of squared residuals by the square root of the number of data points to try and bias things towards larger data ranges, but am open to trying other fitness criteria.)

Currently, I’m splitting the data into top and bottom curves, selecting a region from each curve to fit (starting from the minimum x value and moving to the right), then reassembling the curves and running an NLS fit. I’m using a while loop to grow the regions I’m fiting, but it takes a loooooong time. Plus, it grows the range symmetrically, and I might get better fits if the regions were asymmetrical.

Can anyone recommend a faster/better method?

Simplified code:

library(dplyr)
library(minpack.lm) #for nlsLM

my_data #data frame with 2995 rows and 2 columns
        #contains my_data$x, my_data$y shown in the plot above            

my_min  #data frame with 1 row and 2 columns
        #my_min$x is the minimum x value; my_min$y is the corresponding y value

#split the curves
top_curve <- #data frame with 782 rows and 2 columns
  my_data %>% 
  filter(y > my_min$y) %>% 
  arrange(x)

bottom_curve <- #data frame with 2212 rows and 2 columns
  my_data %>% 
  filter(y < my_min$y) %>% 
  arrange(x)

top_n <- nrow(top_curve)
bottom_n <- nrow(bottom_curve)

#start with fitting 50 points from the top and bottom curves
top_range <- 50 
bottom_range <- 50

fit_list <- list() #save fits here
iteration <- 1

while((top_range < top_n) & (bottom_range < bottom_n)){ 

  #make sure the ranges don't ever get bigger than the data
  if(top_range > top_n) top_range <- top_n
  if(bottom_range > bottom_n) bottom_range <- bottom_n
  
  #get the first n values of the top curve
  top_curve_selection <- slice_head(top_curve, n=top_range) 

  #get the first n values of the bottom curve
  bottom_curve_selection <- slice_head(bottom_curve, n=bottom_range) 
  
  #recombine curves
  curve_selection <- bind_rows(top_curve_selection, 
                               bottom_curve_selection, 
                               my_min)
  
  #fit the BV equation and save to list item
  #this is actually wrapped in tryCatch to ignore singular gradient errors
  #but I left that out to simplify things
  #I used nlsLM because it seems to have fewer issues with singular gradients
  fit_list[[iterator]] <- nlsLM( 
    x~i_corr*(exp(2.303*(y-E_corr)/Ba)-exp(-2.303*(y-E_corr)/Bc)),
    data=curve_selection,
    start=list(i_corr=1e-6, Ba=0.12, Bc=0.12, E_corr=my_min$y))
  
  #expand ranges and increment iterator
  top_range <- top_range + 1
  bottom_range <- bottom_range + 1
  iterator <- iterator + 1
}

 

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật