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q, ^# x( A/ w2 e& }1 q# S
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
1 w$ E8 Y/ @6 J% \4 _& m7 X2 n5 z+ D( H7 X- c( ?
%by allen @ 红嘴海鸥 ) }* T0 L6 O' F8 B$ p0 E$ g8 X0 q( }0 b2 G
%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
0 u/ D# G# G% N8 E) W) ^
5 l: p/ i. x0 E8 ^* F: b6 T+ E% `%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
# @7 ]' R& _* e% O& e8 h. t: c/ N" z" W
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
# y2 `& y. K8 _% Q* i1 \, k' [' {& j
%二次拟合预测GM(1,1)模型
# U! w) f$ Z# e, n5 p0 zfunction gmcal=gm1(x)2 e' [0 g/ q I7 o
sizexd2 = size(x,2);
! Y5 @( h, [7 R3 c; K%求数组长度5 N5 |: N" ], U0 ]2 i/ r
8 n5 N) \' d7 c- C: Zk=0;! h4 r7 ] E8 k. ^& ]0 X( r
for y1=x
z" V( j9 H; v# Z1 R7 z k=k+1;
6 F$ `3 d+ [; M% s2 T% z if k>1
$ g. v5 W6 c, J T; {( ] x1(k)=x1(k-1)+x(k);9 P [, b8 d7 u" s4 R
%累加生成
! c) P. \9 g" P$ h4 W0 S! z+ c2 [" @ z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); - D" c: q$ @5 v0 C. Q; x. J
%z1维数减1,用于计算B
" t# Y: P h+ p. g yn1(k-1)=x(k);- s' _: V x# e. |8 @. W- R8 {
else
# k7 j+ G# u4 m, k x1(k)=x(k);0 k! D5 E- O) R) D+ ^* G T
end* l- Z- V8 [; ?
end
: A7 x+ I& Y2 c4 ]; p# P. ^%x1,z1,k,yn14 @6 d/ [* |8 ]4 ~2 p$ M
! W! _9 ?9 i1 i) isizez1=size(z1,2);
* C& D$ w: L6 i%size(yn1);4 x) w. \6 G) {3 C4 B, o- M
z2 = z1';
$ p \: b/ N# U6 ?6 f V$ W! Oz3 = ones(1,sizez1)';
5 t* M' @* m. O/ _; F7 }, f3 ~, V1 H% T7 u) c1 l
YN = yn1'; %转置
" T$ B$ b5 O; `5 c0 D1 R+ B, w. O%YN* l0 ]. I2 B6 H$ P
9 P) M" ^ ~5 y. B* G3 h
B=[z2 z3];, }1 S# P: R. t# {+ f
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
' d5 @; A. O# m L1 N2 x7 Xau = au0';
; f1 l: ?) g# ~3 N1 b& f3 f%B,au0,au
1 n' a& ~ m& ?0 G3 C, n9 Q4 x
- k/ F& I# W! |& z }afor = au(1);6 l9 ]3 L1 _" ]2 a. S4 H, \! W y- K
ufor = au(2);
. b, y" Y6 T% ?. Kua = au(2)./au(1);8 F- `+ t* v9 g6 ]
%afor,ufor,ua 3 I. ?1 |# B$ r7 ~/ ^
%输出预测的 a u 和 u/a的值2 j, ]) W, j0 {' b& G1 v& E
5 y2 \. P4 ^& M, R7 z; J9 {
constant1 = x(1)-ua;
+ T1 C. h/ a/ v9 Gafor1 = -afor;
: \& Z: `0 c8 I e: v& _$ u vx1t1 = 'x1(t+1)';5 K* M7 c3 E$ x/ T6 Z/ ~
estr = 'exp';" |# t7 j8 x' ?/ g# h: t# @" d Y
tstr = 't';) D U( @' A5 G9 N/ D, E
leftbra = '(';
. Q3 [: p% R9 l) ?# O, u Srightbra = ')';) x& o4 {& m* V- w% `
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra0 _4 d- t: ` ^1 w# F
* E6 Z5 x! q" N7 S: C+ \strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)0 Q; v7 `0 ~- f$ c8 E7 J/ U, p& A
%输出时间响应方程
9 A2 G6 m& j z, N0 \2 Y$ S2 e8 ~/ }5 ?2 @* r; d; h
%******************************************************8 X0 j1 Y/ W1 f/ ~1 k
%二次拟合' k! i% f/ O' J0 O9 w# {
2 u/ }. O$ H) j& _$ Tk2 = 0;" f* ^6 }4 K5 Y
for y2 = x1
/ Q4 Q2 ?# y! s) v k2 = k2 + 1;
* F( z! I5 K: X2 M6 c9 e) f6 V if k2 > k 1 E( c" e$ n6 _2 y
else( L! ~' J# ^8 g4 g8 K6 k
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); - Q4 f5 F/ n0 @' R0 d8 ?# E
end$ L$ c1 \, I% C% z: L- M& h
end: D: X& Y0 m( s3 ^
%ze1) u6 r1 w3 n( z# K! q) A
2 u8 X8 Z1 U+ u2 R
sizeze1 = size(ze1,2);, s: W1 a: Y! n0 T; w8 ?/ b: {
z4 = ones(1,sizeze1)';/ N2 f1 u( r. e' w/ S% M
G=[ze1' z4];
5 d7 _) ]9 \2 E9 u) d( ^, xX1 = x1';
$ [# G6 I7 T) Fau20=inv(G'*G)*G'*X1;6 Z0 {# n$ m/ B f p
au2 = au20';
" `4 A. W: H$ v9 r b ^; y%z4,X1,G,au208 A& }+ P0 f* X# V
/ a1 y9 `$ w2 J' lAval = au2(1);
! n) Y) h1 z! h3 K! [( q9 MBval = au2(2);% K* S; ^- D8 n; U: ^ Z4 G! d
%Aval,Bval4 h$ A; q7 |6 @5 g5 \
%输出预测的 A,B的值0 N, p* {, |, ~# y( M
% n6 b4 h# v" Z6 Z! Istrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)6 o( |2 l8 x6 `! ^
%输出时间响应方程 G$ E3 J+ }; X5 B5 ~
: ]' X4 g7 e3 ^3 W" X- G% m L
nfinal = sizexd2-1 + 1;
$ u+ P: w( K& G, S& u. y9 |%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
& l- s. t9 |0 ^( \# c0 }
* a2 |0 I/ d0 F, H, n%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;1 h: z8 m: v3 q' e9 Q4 t
%预测的步骤数 1
, ~. l3 ]# o! V; H
1 n* C3 e O2 k1 sfor k3=1:nfinal2 s2 f9 L; ~/ p D, {. m( i) a
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;% E5 C% b& @8 L- J5 `& K
end9 N6 y; p& a+ s- R0 f0 ?0 `
%x3fcast
5 T6 s6 U0 ?0 Y; R. f# x- A8 |%一次拟合累加值
9 G+ b5 i! w8 u# b: F
, Q: H& S- ^9 R3 s1 l# l4 x9 rfor k31=nfinal:-1:0
9 ^/ [" u1 ?3 ~5 S if k31>1
# ^9 S' {# H' J0 q4 K; }, S x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
# p9 O+ }( S$ j1 e) t else* y# Z H0 U$ I
if k31>0, w2 s- j8 d" d
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
J6 V! d. K! B else
5 l( \4 l0 ^9 \% k$ a% G5 ]/ c x31fcast(k31+1) = x(1);
0 V0 L! F# J- M) r: ]& y; u& ^% G end
# n. @# d( h! F* ]$ Y( o/ _ end
* @1 j9 r$ S. }7 j) T
% X8 X* R- x9 x9 nend
! [; k; Q, e6 [4 ?x31fcast
0 t! s5 c" U3 h6 S0 P%一次拟合预测值$ y& j0 X) }5 C1 F
% X6 u5 t# f: V: ^! k
5 M9 K& s; X7 z1 [ Pfor k4=1:nfinal
; L/ j6 c" b* G9 F x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;% p) k+ A8 D; ?* r1 k8 F' g
end- j5 _$ n+ `; M3 f0 t7 q5 G: x
%x4fcast
5 V" u" p- @4 u* }, p. x3 F0 r$ g# s% a' {- I0 x
for k41=nfinal:-1:0
/ W/ t" G7 w* e* T if k41>16 j9 M. Y! x+ G- s- ]5 @9 B
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);" @! U0 U0 @( k
else
, z/ ~5 H0 n6 H! Z9 o" k if k41>0( t3 e7 `" d% b0 t3 R& q5 B0 N
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
! n& x0 G0 p& D0 Z3 a else& M( d5 o# B- E- I# I; s! l
x41fcast(k41+1) = x(1);
( \* Y+ L" y$ [/ @6 S( ] end& @$ i% L# _/ h
end- ]2 r I9 X( u* f+ t
6 @. V( P; {9 Q' k0 s
end+ k- a7 R* w8 ~1 K% |! D' |
x41fcast,x
' V8 B1 D" m$ c; o6 p! f. k%二次拟合预测值8 h" ?; O# \, n$ B+ b3 I
; X! `: O6 k& N. z; W
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
' J# Q* Q2 a) L: R4 a' X+ mk5 = 0;# p" Y1 s4 Z1 u3 S1 G2 `
for y5 = x
: [+ j. A1 ~; E. P k5 = k5 + 1;( H( Z& `2 V7 T, C2 M
if k5 > sizexd2 @) r, C4 D% m( i/ O2 m7 e
else$ i7 f' h- u9 V, w ~0 R
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
0 F. ]3 g, t* M' ]& X end0 t9 K+ j$ [8 b, v* X: F1 y/ v
end8 J" ?# M4 t% s3 y7 L
%err1$ B. i: Q4 C' J1 C
%绝对误差3 y9 u6 E( c& S8 [1 r
1 _+ h; V+ b8 Q, P3 O5 z
, i4 R2 Y, f' _) s9 o1 Exavg = mean(x);3 g. W J3 h% P! K2 j) H
%xavg
0 u! l+ b4 K, _' U: s%x平均值
9 Q% M0 m2 J2 X- }# f: V* Z0 h- ^) {4 ]+ N6 \5 \
err1avg = mean(err1);
" [5 l% \" e7 f2 J+ W%err1avg
6 H4 f2 G- s5 \! D; C%err1平均值
( p; T+ y* R) x6 S! z- V# C
/ Q- d1 r/ h# D* ^5 p( t6 Ck5 = 0;
* l3 I( l' x: Z! L$ Fs1total = 0 ;- [9 w' V$ D4 Z) G
for y5 = x! a8 o' ?) P- q& z
k5 = k5 + 1;+ `% d, ^/ f! c; @+ R) s: u& |
if k5 > sizexd2 $ D; _' I0 E/ H8 ^' I) S7 G
else
- h' k/ @+ |* p* V, [( \; l: Y" a s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
R7 U9 g! i# S5 i$ M end5 o6 M; ~) L5 ~: ^
end0 Y4 D1 a I' i' E x
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
, l3 i# n$ E. o" Ms1sqrt = sqrt(s1suqare);
0 ^* c- c; o# j% `: Q' Z%s1suqare,s1sqrt
- M0 g, Q6 C5 R8 t2 c: k%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1, t+ z7 y. u2 ^4 n& Y7 q [
7 i5 L! I/ |+ Fk5 = 0;
& Y- {6 I' q! J6 Vs2total = 0 ;
6 B) R: ]1 M* s/ Rfor y5 = x$ V9 T7 [4 h8 Y; w% {8 s* h
k5 = k5 + 1;
' N5 G& y1 p4 b/ `5 m2 m6 y9 h if k5 > sizexd2
: j4 z5 g) g% c8 H else
6 |8 h4 ^2 c- f s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
e# I4 [/ ^& R3 Y N end
1 Y% Y! `. d) u+ `2 o$ z2 J2 r: iend3 ~8 ~7 x2 Y) d- G/ }
s2suqare = s2total ./ sizexd2;
$ y! i9 f$ c$ ^4 p( P, |%s2suqare 残差数列err1的方差S27 U6 U6 c3 R, X5 D8 C& u. }
7 {, Z7 p2 }" U7 D' @
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
4 ] K; T& E5 Q$ a" OCval
% S5 w+ J, [/ r8 m; \%nnn = 0.6745 * s1sqrt
* A" ^8 @; |% K# G; G/ n* }%Cval C检验值: B2 s+ t: n, o3 v! U6 W2 I
?3 m- g& h% b% s9 `/ Q! u0 L* B
k5 = 0;
5 |9 J6 c4 w6 [& a# Q- y& }pnum = 0 ;7 k' n: e3 b: k+ v9 m
for y5 = x
( a* L' x( W6 H) Q& r" Q k5 = k5 + 1;
' G: q0 s4 F- A' C0 O4 ]4 Z if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
1 y" [, P; g, l* \0 u. r# \% h pnum = pnum + 1;
; a1 U. g4 n4 y %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) 2 n/ {! ^7 r& Y
else
' s& E! |: k: M end
! D, H( Y: L! e1 B. [. A3 }end
, X' y! {' H) k* spval = pnum ./ sizexd2;; J& s0 q% [& Z5 \ Z0 r( P
pval
9 s* Z3 ] C! U; Q/ q. @%p检验值
7 v: P- a+ j7 u, \: f3 N9 i- K5 x5 p) T7 h; B g3 H9 l% y
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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