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[问题求助] 灰色预测Matlab 程序

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kelimasa        

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    [LV.5]常住居民I

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    发表于 2011-12-15 09:26 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta

    6 ]% u- k& T% @! A. V& E8 f# P标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab   分类:技术点滴
    2 D- T/ q9 o0 `: p
    7 b& b- W! ~  `' N# q0 R1 h%by allen @ 红嘴海鸥 1 p+ y, u. k2 I& t( 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
    " p# v: T  g" J) i& d7 R. e1 N  d. k5 n, X; S! 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
    . s; y' H; m6 M0 n
    3 c! N4 @9 B' K6 v# B% N5 A%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x);  测试数据 8 @; c. |! ~0 g5 W+ o
    6 v* T/ |- Z, F  Q5 c/ i1 k
    %二次拟合预测GM(1,1)模型6 x9 g" A8 k) i
    function  gmcal=gm1(x)9 D' h6 H# P% z4 W3 a2 l
    sizexd2 = size(x,2);
    * K; H) N' c$ E: p%求数组长度
    ( O0 o* D- X+ G/ s5 q9 ~! z. E' k3 M& t! u+ J" ^9 [
    k=0;
    ( v1 q& r0 d7 e2 D1 ^- d9 J( Efor y1=x; w! l. g# U) E( B9 m
        k=k+1;! o4 f0 C# ~, |0 Q5 A
        if k>1- s* k7 ~, i. j- [, U
            x1(k)=x1(k-1)+x(k);7 T+ p9 l2 e8 @  k5 u2 f! L! x, w
            %累加生成, X. g" M8 Z1 o6 Y
            z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));   
    0 J2 u4 H2 l! Y0 e7 K6 J        %z1维数减1,用于计算B+ t& M  u  J( T- U8 F0 x
            yn1(k-1)=x(k);6 j# _/ l1 \5 x8 J4 ^# r5 Y) p
        else
    ! X* y. t; v( o. m# h        x1(k)=x(k);
    / f' u3 x0 i) H" P4 g1 x( V8 Q: W    end
    ' N3 p! ?0 L# ?' Mend  y; s' ^) u, X9 I( @) o
    %x1,z1,k,yn1
    ( x3 M1 K  J" r3 d# w, u. v" G2 G# \, o: ]
    sizez1=size(z1,2);  x6 t9 m0 q7 D2 o2 G) ~
    %size(yn1);
    : [- Z) F4 H, hz2 = z1';
    9 X8 x+ E& T: l6 ?1 w/ iz3 = ones(1,sizez1)';
    9 t0 d/ z- K& t: G6 S
    7 Q# j- ?$ X- L9 X  uYN = yn1';   %转置2 r/ b( D) A  x1 l6 d# W& n) c1 Q
    %YN- r% ?% j& T9 a, n3 J' P0 C- ]
    & E' _  ^+ A, n* ~8 t8 G" v: @
    B=[z2 z3];
    ; c4 G1 c4 v- ~. y( I- w8 ^au0=inv(B'*B)*B'*YN;: X' X! r3 s" g+ e
    au = au0';
    : f8 D$ V# v* ~2 P! P0 X$ l%B,au0,au
    + g$ _$ i/ n" ^2 X6 \9 _2 g+ x
    ( O$ Z% r5 p2 g; Bafor = au(1);* i) }' d3 N, I! y7 s2 a( z4 Y
    ufor = au(2);
    9 ~2 Q! y# K. r0 f. k0 `4 q. D! N0 nua = au(2)./au(1);
    4 M& q' [* N1 L, L8 l%afor,ufor,ua
    9 z1 m8 m( L5 u1 x; w$ F* c; M8 B%输出预测的  a u 和 u/a的值
    2 u* R7 f/ J8 D$ G9 n6 x! l* d# y+ z! l8 n
    constant1 = x(1)-ua;! @' W; `8 H( f% ~6 b7 m6 g
    afor1 = -afor;
    * f- F; A3 c4 p+ ax1t1 = 'x1(t+1)';
    ( L$ u5 ]" t3 ?+ C" p8 @& w! eestr = 'exp';
    . u4 S. M. j  U+ dtstr = 't';6 c" q  r1 q, @$ F+ M8 T3 w! n# e
    leftbra = '(';
    % \* s% B. y+ X/ q7 `5 S5 l4 qrightbra = ')';+ B- q- Z1 l  ]8 o
    %constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra$ y' y- B; x4 @; B) x
    ! Y1 B* O6 I, t, ], j& r
    strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
    ( B8 @% M( {: M6 g; G) d8 L* y# T% z%输出时间响应方程( f0 _0 S# b- P% R" ]! i

    1 |8 ^/ E: i0 E1 d%******************************************************
    ) n! j0 Z& Q, x1 o%二次拟合8 k5 m8 k1 ^/ I- a; N! i
    ; f: F) Q7 t  p7 r& a
    k2 = 0;
    . _2 Z! v. e$ X  |+ \1 Hfor y2 = x12 B' x# u& x0 ~
        k2 = k2 + 1;8 c: J6 W6 G: j& `
        if k2 > k  
    / y9 j1 s! `# `' f, [, R    else' X7 ?& a7 _" K! j
            ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);  
    8 o0 f/ y4 s; A) f- W    end
    - r* g- [' Q' C4 C, @, t- aend$ b5 y( ?# S# i
    %ze1
    , B# o. X" [! J) G! n4 N) ]* s9 J) Z7 s; U+ Q) }) Y$ u- g$ |* J& w
    sizeze1 = size(ze1,2);
    - P6 F6 S5 J1 sz4 = ones(1,sizeze1)';# v* _1 O. M' d; o  b
    G=[ze1' z4];% i. y0 w- z# A. f
    X1 = x1';# M, S; S0 o! M: N; K+ d6 s! o
    au20=inv(G'*G)*G'*X1;
    8 ^3 {6 W. G1 ~4 l* jau2 = au20';% z* h! A& \8 o  W/ `0 }/ y1 j
    %z4,X1,G,au20
    - V4 d* f$ C3 f
    ; x6 J7 J0 `3 m1 l1 z' TAval = au2(1);
    $ h- H& B& p) \2 |, mBval = au2(2);  F7 R0 [' M, `4 c! I0 c
    %Aval,Bval+ W0 k; d* Y- m/ S: U: L- ?4 }
    %输出预测的  A,B的值
    2 B4 @8 L, ~6 N, C0 S; p
    % T4 W& L  {8 S) L' \& pstrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)5 g: E9 N% U+ i. b2 r
    %输出时间响应方程4 S/ z) P' I8 r( Z

    . `# F% G" W# E) Vnfinal = sizexd2-1 + 1;$ x3 W! Q* N4 T9 J3 [
    %决定预测的步骤数5  这个步骤可以通过函数传入& _+ n1 W4 s% u. o6 l/ O- W8 K6 Z

    # h8 k5 s( l6 Q. Y% [6 V8 S) K& E%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
    1 Z* z/ v$ _; N9 j( j%预测的步骤数 1
    " r7 K, i9 w0 Z, `2 H2 T0 B- |$ y" J. N
    for  k3=1:nfinal
    ( y# B# ?% F7 v* J* C" m    x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;, z0 ~' s, c( q" ~% K
    end9 S: R% H/ U( Y$ I# L2 C$ i! d
    %x3fcast
    * \; G" G! K8 J+ B' _& s%一次拟合累加值8 B& j6 [. X/ W1 K9 }% A

    . D: y! G3 z6 S8 {6 `1 bfor  k31=nfinal:-1:0# {' u( |  W9 m0 _; V5 s0 p( |
        if k31>1$ g( h& `- d, O. T
            x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);- g/ {7 R) |+ \% H9 c
        else, G# ^6 R( a4 ]
            if k31>0* }: i' m) |' t/ U( j* I6 H, H( u
                x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);. w  q* S4 l: f
            else* r" L, M: P7 m  z% a2 ~
                x31fcast(k31+1) = x(1);" S# W7 l" K3 z2 e: y5 {
            end
    + m5 M( n) E2 n7 b- w/ C    end/ S# t& a. c5 t
       
    2 K% V; ?- G4 Fend
    2 O0 S5 o5 O! p# t; w0 A+ l4 \x31fcast6 C( e/ s, K4 O8 x
    %一次拟合预测值2 m( t+ V0 K9 A
    3 R' t; ]) c# m  F' T- O, z' H

    " R) y" u( A9 Cfor  k4=1:nfinal
      Q4 D5 e8 v% o/ ]    x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
    ' x: B/ ]5 k9 w$ I7 [+ j- w4 y0 K; rend; e9 \! x8 h9 |3 h
    %x4fcast9 b) v' S( F8 c0 V

    # h, ]1 u$ b' P: V! Afor  k41=nfinal:-1:0
    4 b4 v5 d2 H7 p/ h1 \" o    if k41>1
    ) G1 ^. f  y- \        x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);8 c) ^9 d1 l+ C1 M
        else
    0 R. n8 D0 [1 l1 v/ ?$ @        if k41>0; I3 u! _+ ?" K2 T
                x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);, H" Q, `5 i+ q) N) y( M8 l
            else- f, v  B6 ?1 ]: S
                x41fcast(k41+1) = x(1);5 o, r2 H& T! C+ r  W- _
            end
    * j1 n5 D( h! F$ `# h3 w* f    end: V% P0 I% P- L5 [8 E
         Y5 R+ L- h8 W8 h& q+ T: ]5 U
    end
    7 ]$ C) |$ H' o3 O; ^- r8 qx41fcast,x( g/ j" i. g/ x6 }5 b2 x  U$ F
    %二次拟合预测值3 F: }) w2 f+ J) f1 }
    " {1 m8 L5 {# q1 w
    %***精度检验p C************//////////////////////////////////
    6 i* l' K5 c4 [1 ]8 r  F5 I5 ^/ e/ `k5 = 0;
    + L: f2 X$ b- M2 P/ f, g5 V4 afor y5 = x5 b, J$ \2 w3 e7 G& O1 l% g" v
        k5 = k5 + 1;
    4 Z& W. N- l' E8 G6 X    if k5 > sizexd2    Y8 p" o. F6 s& X/ ~
        else/ [+ D, N5 }  O; m: T& Y0 y4 i
            err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);  
    # P% X0 Q. P7 K# |/ J    end
    % \7 I" e. U. }: g' F9 y$ tend7 H( i5 |) d$ o- Y+ j, D
    %err14 |+ K2 t) i& _+ D  Y  \5 P3 l
    %绝对误差
    & O4 S1 Z, [6 J0 f& [% X/ z3 q) x8 _6 f8 T' c& n8 s7 R' m- ^- l  V

    2 @5 r( s4 ~- J1 C7 O* L  o8 h& sxavg = mean(x);
      x& o; G! E: Z; K$ |* ]- e%xavg. q# l, F" z5 w' r" X: {( E: ^. ~
    %x平均值- U$ J7 Q6 ?( j4 D7 M
    ' {( ]7 X( d/ j  Q: p! `9 ?
    err1avg = mean(err1);4 [* M8 k# t  G2 e
    %err1avg$ y9 D8 j  M6 ]% f( h
    %err1平均值
      h; G& b) K* J$ k4 K2 T! N/ B8 w! D, O
    k5 = 0;
    , @+ j( L8 Q' X+ q0 V/ `/ Qs1total = 0 ;% N4 ]# K, _8 p, P
    for y5 = x. L" J; f5 [+ y  h
        k5 = k5 + 1;+ G$ E( m  _6 T# x5 e0 G
        if k5 > sizexd2  " R, D& k/ {$ Q! |
        else( a( V6 j2 w4 x: n
            s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;  
    . V- {, P) c: N! Q    end9 E5 i$ R( @, ?$ O) w0 y. n
    end* i/ }& Y; {5 S; m( M
    s1suqare = s1total ./ sizexd2;9 Y5 U6 G  {) m4 k6 o1 O1 S
    s1sqrt = sqrt(s1suqare);
      U' T$ O& S5 B%s1suqare,s1sqrt
    / N3 J7 L6 I: S* f6 r$ E%s1suqare  残差数列x的方差  s1sqrt 为x方差的平方根S1
    . N( G* O8 c1 i0 b$ Y; C/ [; u, I4 D* E7 A! o1 N" B0 u
    k5 = 0;' e2 i8 ~; V- p/ R& V( Q
    s2total = 0 ;6 G1 ^! s- p1 _
    for y5 = x( L* u- A. ~6 {9 t1 Y% J! c" U' o$ ~
        k5 = k5 + 1;
    1 V/ @( L3 @9 [  i3 l& j- m4 {5 R    if k5 > sizexd2  
    3 n% i- J( n1 [3 e  J    else/ ^% w. ~; r2 ~6 I  s6 \1 V) k( I- f" e
            s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;  ; o" V6 B8 F2 O2 _9 k
        end; g" q) v, S5 H
    end
    $ j+ K. t1 R' [/ Ps2suqare = s2total ./ sizexd2;; i& o( u4 m. O" v4 V  [0 }9 R5 s
    %s2suqare   残差数列err1的方差S2  X9 v7 R* [# q- u! J' F: v" G
    1 n& f- @$ e1 F% r3 U2 ]
    Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);8 Z  o4 O0 P5 h2 x2 ^7 p8 Z" T
    Cval. g9 p' {" D1 C: Q( M5 `" W7 d1 U
    %nnn = 0.6745 * s1sqrt. a( {9 |8 _8 n0 J4 Y5 t
    %Cval  C检验值
    : K  C+ u( i4 E+ g' H8 n
    1 w5 v  a/ c! Qk5 = 0;, r& a! S* Q; s. j; v3 P
    pnum = 0 ;
    ( S3 c4 h( k3 @4 e3 Ffor y5 = x; O* e+ [  D  W1 W# ]; v
        k5 = k5 + 1;
    , m1 a: M6 J2 W4 r* }    if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt" o2 L" ~$ K- I5 I  i4 r; z# [: p
            pnum = pnum + 1;
    9 H9 V0 n3 x5 v2 w        %ppp = abs( err1(k5) - err1avg )     
    4 E8 I5 p) y8 `7 Z% X% h    else- G( t2 n# A) y' O5 V" t! Q6 `9 N
        end
    / j/ _6 {  L3 s9 F" y, ^end% G& Y" ]3 [; B% n' I: t
    pval = pnum ./ sizexd2;8 x) t, p5 b6 e
    pval
    4 W9 }/ B$ S' X+ Z; z9 _%p检验值* F+ e2 p1 \# F4 A* Z) O0 d: w* m  L" e

    6 c; Z& C7 r( n7 M& h7 S% I%arr1 = x41fcast(1:6) 灰色预测MATLAB程序.txt (3.86 KB, 下载次数: 170)
    zan
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    zgtjdxlhz  matlab在数学建模中的应用书中有更简便的代码  发表于 2013-1-27 23:09
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    厚积薄发 发表于 2011-12-15 09:38
    5 @6 p+ b* v! X8 q不错,好东西

    & X) m3 q/ s# ~" t嘿嘿,大家一起加油啊~
    7 x) t) n% Q3 v! U9 x  V6 Q
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    请教下楼主,最后面的c检验值和p检验值是什么意思,标准是什么,什么值算好呀??
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    梓爱 发表于 2012-7-11 09:49 ( x0 R0 H) S! f  z, I
    请教下楼主,最后面的c检验值和p检验值是什么意思,标准是什么,什么值算好呀??

    4 J/ ~+ e) v9 B+ X5 x! ^此问题已解决,详见如下:  H" ?4 s$ S2 [$ I0 m! Z
    if p>0.95 & c<0.35
    4 n; C* H* |& `6 O* b( V: |# v  B    disp('The model is good,and the forecast is:'),/ x5 @7 U. l8 V5 J# H" O1 M
        disp(Hatx0(length(x0)+T))1 k( T1 k4 V. t- h5 \7 Z- |
    elseif p>0.85 & c<0.5
    ) Y$ G( i: m3 W/ [    disp('The model is eligibility,and the forecast is:'),
    / C7 A) h% Y, K  u/ J: Z" e1 y    disp(Hatx0(length(x0)+T))
    5 k4 a9 m) }1 {( f7 G% Pelseif p>0.70 & c<0.65
    . m7 N. n" L; N& I; g9 R4 }# |  m7 A    disp('The model is not good,and the forecast is:'),: [: L" r0 t' G/ `
        disp(Hatx0(length(x0)+T))4 W# l3 q) [* n6 d; |6 _
    else p<=0.70 & c>0.659 u0 u; g9 @* C
        disp('The model is bad,and try again')
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