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4 d9 S- b% V% s0 l0 |" L K. H6 f标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
, k: `4 @ Q$ U8 u* E+ f5 R
, ^8 T* ?+ a- T% }1 ?$ Y' x0 n%by allen @ 红嘴海鸥
. h; ?% R3 }# T& u$ Y" S% O5 i4 d%灰色模型预测是在数据不呈现一定规律下可以采取的一种建模和预测方法,其预测数据与原始数据存在一定的规律相似性
% _: K/ y( H- K4 {5 w( h# |+ g* n* Q' y5 a/ g
%下面程序是灰色模型GM(1,1)程序二次拟合和等维新陈代谢改进预测程序,matlab6.5 ,使用本程序请注明,程序存储为gm1.m
: `) k5 W1 q0 R0 L+ _4 L8 d5 D6 U" @6 \/ {5 n" \ J" N# \
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 % j: L! j" h! Y( z T$ f
- d3 r0 ^" ^7 M1 w4 S! U+ h) u
%二次拟合预测GM(1,1)模型
" x# @7 z3 Y/ v) a- V. k2 e; I2 Ofunction gmcal=gm1(x)
( i5 u7 e# Q+ e/ S" Wsizexd2 = size(x,2);
1 ^9 J! U6 e) p3 g" g%求数组长度+ {3 m. r% {) l7 j# J/ G4 v, J a
8 _ d1 \7 L0 W' [# m7 ^
k=0;
2 V3 j* P2 q, ?5 lfor y1=x
: B7 Q( E+ v5 P k=k+1;
# d, ^8 V9 j- D% @+ D if k>1
3 a3 g" b" x: g4 ^# c2 L x1(k)=x1(k-1)+x(k);, m5 G" W! v/ M
%累加生成
- \* k) E2 r$ {9 H q2 ]( Q z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
8 b5 G& r0 g9 ~) L %z1维数减1,用于计算B
8 ^: S# v- B; z9 F' h yn1(k-1)=x(k);# B% }# H) A1 o' v! n
else4 y& w q: u6 K' n: y! c: D
x1(k)=x(k);
. o3 B& r8 a x: O6 \& i3 ]9 {! p end# `9 D/ \( {% ^
end
4 E: D( Y6 A/ u6 _- G; r7 M0 n. J%x1,z1,k,yn1
+ Z, H+ }% S- ^1 n% i. ~% t1 j
' f: x" Z l) U5 O$ \7 h- asizez1=size(z1,2);9 b/ |0 j0 U8 Z3 G8 w! u6 ?6 M
%size(yn1);
0 A+ r1 ~0 X, k2 ? `9 ^z2 = z1';0 o! k4 U# q/ Y k" S; k. m" @
z3 = ones(1,sizez1)';- W) N5 {/ T7 j& w& q4 q( {: i3 X
- E1 v/ p( s+ t7 qYN = yn1'; %转置$ j# M* l. _1 {& X; C% u
%YN
Q; D& O8 C" B; t1 ]* y' V F2 H+ n, H9 U0 U) a6 l j( R
B=[z2 z3];$ D5 \# O: ^5 o/ [5 k( F; n
au0=inv(B'*B)*B'*YN;; [/ z. G3 {1 A+ W, c0 n; v0 M
au = au0';
/ a* W9 o7 o! D6 t: f- D%B,au0,au
$ N# s& `* P- @) r" X
/ i! t; l" H S2 ?afor = au(1);
# `/ F# H. ~ T5 Z8 j+ Oufor = au(2);
/ l: Y- Z6 C- ^6 pua = au(2)./au(1);
# |: r4 S0 g0 t4 U# ^" O8 v6 O%afor,ufor,ua $ i6 @8 ~, }$ ?5 I* K8 K
%输出预测的 a u 和 u/a的值; a( p7 `. a& K' K `
1 M- @* d: }& G y0 O
constant1 = x(1)-ua;
8 t) l, H' }5 bafor1 = -afor;
( \2 X. S7 _+ G, sx1t1 = 'x1(t+1)';- ?4 G' A7 V3 ]4 }3 A C" ]9 V
estr = 'exp';: j5 C. k( Z$ ~
tstr = 't';" m' r+ y3 [0 H( W* Q: O
leftbra = '(';( l3 {) z6 o9 h M
rightbra = ')';' J7 h) q: K& k4 A- p
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra. D; L3 p, }) }
$ r4 o" v O. n, R$ m. R! L' H# K L( g
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)- o( E/ s+ ~8 j1 u
%输出时间响应方程6 E+ u6 W( W9 ^+ `
% p, E, e# [3 J: G& R
%******************************************************, _! v" k) \1 U
%二次拟合
7 {/ p: O9 [2 ]* ~: J
! n. V! t& ]4 bk2 = 0;3 Y/ H) f& C% k& A9 ^
for y2 = x1
$ A2 z* O% f; r3 o7 E k2 = k2 + 1;
2 B0 N8 |7 a2 O, T k if k2 > k
+ x; t% X+ D3 r, V" G/ w' x& C else; v! ?4 c- e2 P2 Y4 a p
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
# M* F E: @6 Y end
- {! H9 Q4 Z ^0 X$ d N" iend5 Y) a. d% r7 n
%ze1. m' w& X0 ~7 T. f
2 t' y: `4 D" }1 n( Q0 i3 esizeze1 = size(ze1,2);$ ]% g0 j3 L' P8 @ g' a: Q! \
z4 = ones(1,sizeze1)';/ w$ y! E* }1 A/ E& J( w3 L- j
G=[ze1' z4];
0 A+ V/ y2 u" {/ v4 m4 nX1 = x1';
8 K* U9 l2 E/ J' U6 zau20=inv(G'*G)*G'*X1;% {! X/ Z1 V/ K* y
au2 = au20';8 v- ]0 t1 R; @! m
%z4,X1,G,au20, e9 q) [3 s& o+ }* B0 n8 m$ z3 w
, |, ~2 f+ A( H
Aval = au2(1);- v# b; H* A7 c! A
Bval = au2(2);5 }) h$ h5 p) ?/ M7 i
%Aval,Bval
7 J/ Y9 @1 A2 k6 Z$ m. F8 `+ ?%输出预测的 A,B的值- N1 H6 \; _8 R4 S
9 \7 d6 U- Y; r# `% A" n1 w7 L" xstrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra) o6 X$ I: r7 _1 a
%输出时间响应方程
* {, y, K! M J1 t( R+ m3 U$ e, B* o5 d/ Y; H, q6 G1 ]
nfinal = sizexd2-1 + 1;6 D+ D: U8 o* X7 o" {' b" O: M0 M
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入' ^4 X8 w7 w% ^$ A
, g; w% T3 y9 o; p/ Y2 C%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;$ u8 |% T* {& q) _
%预测的步骤数 1
' s+ h! q7 }* G2 `/ `1 F
) O, Y% Q$ u' H. f: d7 Q" \for k3=1:nfinal
$ g/ j7 f) J# N' m x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;7 p: u& e. k; `" Y i6 h7 Z; B
end
3 @5 t. y, s( M+ p' V%x3fcast, }9 F) }- y/ [% F6 w
%一次拟合累加值
1 a9 h: Q2 ^" t8 J/ F: S5 |
+ ~6 _1 T A$ t7 B% Ufor k31=nfinal:-1:0. C1 w0 g. g) Y
if k31>1
8 ]: U' P; f9 P, R/ R1 U4 Y6 e x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
7 X6 c* _: t a7 b3 A$ n# O else
: v* p @ t1 s! r if k31>0
L" h2 o) w( \9 X x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);. d2 | _: A3 k8 o( k. U
else0 d, }0 L6 o& U! j9 ?
x31fcast(k31+1) = x(1);
5 L1 K% q9 ]! [% L6 v' R; B) \ end% R. s% N2 V5 r1 X3 @! p" @6 q
end
; F' t6 r/ Y. z& u % H0 L; O3 `# Z2 {9 ]
end
3 c9 _. f- f2 Rx31fcast
1 L1 b% Z9 K8 I# q2 i% F$ w%一次拟合预测值. k& H3 O% e/ z6 T
! n# k3 w) z6 L k' I: w4 b+ r
' ?0 I, T) o9 o/ {% H+ kfor k4=1:nfinal7 \3 W' V* d: V4 m9 T: z, J# c0 E
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;' U/ ?" O6 N5 ^* G: N
end
7 l# j; v) M' N/ f%x4fcast
1 G0 l& ~7 _! J$ g
; A4 ?4 W# a9 s0 P5 @( R4 Pfor k41=nfinal:-1:0
+ k( L+ _1 g! O4 C, s if k41>1
$ |. y/ [% j, \. q, G) P$ N7 g+ d x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);5 [# r, v& H' ]( _
else
* ~2 X3 H6 c2 K9 L6 `8 g) ~3 p- y4 |" F if k41>05 C* b+ R* U* a
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);9 U6 p3 J7 K3 o3 y6 A
else0 {" T9 m4 `* V& Q) s) T
x41fcast(k41+1) = x(1);
" ]- z; ^' s+ w* H" ?, y end
; K4 m7 ~& R0 T" _# f9 m end
9 q: l( f# k0 G/ s( u# [
# v8 O" C: Z' Z& }end. }4 I6 w6 C6 N( w/ m
x41fcast,x
0 G1 Z3 w4 u1 A; g% @5 n%二次拟合预测值
, K# f1 \& T& s; Y1 Q3 k9 P8 e" M. w5 x1 Z7 e* v
%***精度检验p C************/////////////////////////////////// I0 o+ E; D* {. ]& ^9 S, d. b
k5 = 0;! r, Y6 f( P" v/ J
for y5 = x+ `( m. ~% p2 X! h2 P2 L
k5 = k5 + 1;
! Q- ~% b* t( S if k5 > sizexd2
8 n+ t- t, U2 Y3 p* ]1 p else
, x0 d+ e4 J) r9 o6 `2 z$ c1 v err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); 8 h/ F+ L: s& Y1 t
end
- B: o! j" Y4 _9 t0 j( e. p+ k7 R! uend0 I' S+ J7 p9 F4 |3 _: `
%err16 o3 x4 j8 q" e
%绝对误差
5 b5 A$ R+ f3 g1 t7 n8 i' g: f2 T/ }5 w4 e" Y9 F% o3 T
1 k9 G6 P* p1 Y3 r; ~xavg = mean(x);
. z+ r3 m2 @+ N7 m6 N%xavg
j' p: c: Z5 n%x平均值$ W5 I& s _9 T, M3 x( I
/ M6 \: @- o7 z" @$ [ y9 @err1avg = mean(err1);, i4 N6 [% I* B) d0 ]5 e9 |) ]/ m
%err1avg
) R0 r7 c8 t) u) l4 x%err1平均值
( z- @0 ^( u% h: J2 e Q; A! }4 ~8 {
k5 = 0;' o$ Y; E7 T6 F) e: B
s1total = 0 ;
& |5 o! q2 }% _$ r6 Y" @8 N$ [9 Pfor y5 = x
# o O+ w# k0 E+ M* ^5 v# H k5 = k5 + 1;( ^# ]% E3 K* ?: _& D
if k5 > sizexd2
/ {8 L' w& ^1 f! |7 i1 l else- _+ U2 T8 |& n4 @. o0 z( A/ @
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
5 ~0 e1 U% ^$ n/ w6 A T end( f& n' j2 X) m) q; z" b+ q, _; O8 N
end
$ s# I) t! U% ~5 `* T$ ]s1suqare = s1total ./ sizexd2;
2 F& X7 y% r0 [& G& |s1sqrt = sqrt(s1suqare);2 d* r4 e- U: v
%s1suqare,s1sqrt
$ V" z- i: f8 m- i+ s%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1' S8 @. X+ ]7 V: Y) m
; t+ D5 H3 D5 o4 @7 k! B- R5 e! }k5 = 0;
, d9 c2 n/ @8 l7 ws2total = 0 ;% Y7 D) a$ u" }* J
for y5 = x9 i! m, P* B( F, j( G) u' |8 U4 @
k5 = k5 + 1;& W3 d3 k/ {) e: S
if k5 > sizexd2
; [' J1 @5 l0 Y else
7 \- C1 b; _' T, ]1 p s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
% O7 t O1 s' O8 ]: y end
; d; s( H; b% A! Qend3 u: e& \, r6 l$ T9 L$ f) j
s2suqare = s2total ./ sizexd2;
, D( t |* J* ]& }( d%s2suqare 残差数列err1的方差S2
7 T/ |. c7 W% j& T& x# L+ g) a, t6 F
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
( O4 ~# x6 g$ JCval. |' C1 v; t3 m( k- x
%nnn = 0.6745 * s1sqrt& H! q4 f) N2 j; z/ i! R4 Z# B' J) `
%Cval C检验值
3 O! T+ Q+ |5 _& D o" M1 p9 U6 y: \+ x' F+ P
k5 = 0;
5 c) ?- O6 |8 Hpnum = 0 ;
; D1 w* \5 r, {2 o [- Ifor y5 = x7 P, `0 C% p! }2 B t
k5 = k5 + 1;
) P. a6 R" e" C) g9 N/ G if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt" |9 J8 b% }8 ]1 J, t
pnum = pnum + 1;
P6 I$ m5 N4 s+ h: { %ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
4 p9 }! s5 L" k& C- B9 }/ Y else
$ q. K' i# K1 T+ a% _ end
! [5 J* a N; Q/ S# Cend+ J1 ^+ ~( O$ T) A9 W
pval = pnum ./ sizexd2;1 G8 v; T& V$ I
pval
+ B/ m5 H- R* k# p: y%p检验值
, g) X7 B, [& o3 m" w
( i# \8 Z# p7 e3 Y) n1 U, s S/ Y$ a%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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