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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

    " f( R9 f9 _' V, b) J" l标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab   分类:技术点滴
    4 Y2 E" m$ q2 k0 U$ g% M0 J9 P, F
    & \9 [7 M* m9 n; l( {9 N1 E%by allen @ 红嘴海鸥
    5 h; M2 F4 n8 r2 T4 e%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
    5 J) ~2 A, G" p& ?
    " z0 P1 C* }" n8 e" V& S4 C9 {9 ~%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
    8 `  s9 T( B* x% d5 v* v' e# Y3 D+ c+ I& r( O7 H+ Z. U: K
    %x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x);  测试数据
      E' ]3 F6 g/ f# q- p! R9 R1 h! \9 T) G  U6 N! I, J7 C
    %二次拟合预测GM(1,1)模型  t3 \  g; E6 p5 k0 U0 ?1 J" K
    function  gmcal=gm1(x)# h3 d7 P# Q; S+ t! |/ b
    sizexd2 = size(x,2);
    " X+ m- h( g  w. d0 [%求数组长度0 X, N1 \* P. a* r

      B: W8 O, N( M* Y  k* Ck=0;; W$ i5 l* }8 _
    for y1=x
    - [: c% P* K$ p4 a& C. V    k=k+1;
    7 u8 F0 Q$ \4 U- p. }4 g3 g6 R    if k>17 [; G: v" x0 I, z7 ^) T
            x1(k)=x1(k-1)+x(k);
    8 w9 d8 ~5 ?% d& r& J        %累加生成! M3 M  n& ^. G0 v, C( r& q! l
            z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));   
    9 u+ l/ M) D+ b1 i! {2 i8 _/ {        %z1维数减1,用于计算B
    6 {% e6 t9 p' x/ X        yn1(k-1)=x(k);
    5 r+ p2 c# V$ C% K2 ]; ~# P$ y    else3 k2 E7 i- v) }/ \: q/ e
            x1(k)=x(k);
    8 y$ S1 h7 k* w8 v1 w    end  n. N* R) Y+ ~
    end1 d) Y  \: {: S- B6 v
    %x1,z1,k,yn1
    3 P" f0 E4 T/ N; f* x& B+ {0 j6 X; t# W: o0 R: n% L9 Z9 G) ]
    sizez1=size(z1,2);0 g/ x  W$ e& l/ S' F  [+ H
    %size(yn1);' r: d( Z7 U; H
    z2 = z1';) Y8 m/ |+ A) R1 N
    z3 = ones(1,sizez1)';1 s, }' R- }8 @  \- i; W
    2 N& K" b! o* X1 G6 ?1 R$ k* T% v
    YN = yn1';   %转置
    3 r; ?3 f9 q) s; g5 I%YN7 K7 j& G4 k7 w% ]3 C4 |3 O
    : K6 M8 t& D9 l% Q4 @" U! j4 z
    B=[z2 z3];% `4 i# J  H2 [; {
    au0=inv(B'*B)*B'*YN;! d: S% m6 K& G5 D0 e
    au = au0';- Z8 u3 f5 |; u5 Q
    %B,au0,au
    ; P2 g4 A3 e7 b6 X# a) h
    1 ~6 x3 R& }: U2 b2 x1 m4 ?afor = au(1);+ [% f5 w1 r0 \2 \
    ufor = au(2);
    3 K, D; p4 H9 Bua = au(2)./au(1);
    - W( ^/ B% }, n$ |1 X%afor,ufor,ua $ `2 \, O, V+ W1 `
    %输出预测的  a u 和 u/a的值* A: u4 F0 F7 ^

    # f, Z* c. Q9 m7 l; Gconstant1 = x(1)-ua;- y9 X( ~9 u8 s  f9 u
    afor1 = -afor;
    * W, J$ S9 w5 O8 Kx1t1 = 'x1(t+1)';  R2 r& M! U+ ?4 o( F: h
    estr = 'exp';- ~+ I4 [/ N. a6 n( D% ~/ e
    tstr = 't';5 B' X: I! \5 f8 ]- Y/ N
    leftbra = '(';
    + x) E! T$ a; Drightbra = ')';
    ) ]4 d' G: w6 |7 g' c, X%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
    . t7 S8 X7 X- r( n3 S& M9 m" S8 P% x
    strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)- y6 H) W1 h" Q( B. r$ w" H1 X
    %输出时间响应方程
    / v# e, F  S; X' d
    / q4 |8 n6 b0 \. z; o%******************************************************! h" T9 B, M% d" j( S
    %二次拟合$ K2 L" k8 v' B1 D: p. g

    , p8 Q. P' g" a$ `9 C# _5 Yk2 = 0;
    ( Q$ `- |. l. O6 A; f7 rfor y2 = x1
    5 i8 _* i) w: ^: c% s7 p. t    k2 = k2 + 1;; g9 p/ A9 C6 y* ~7 L/ P
        if k2 > k  
    $ a! l5 J+ ?: v) a0 p    else$ a) w' T( X" \5 T- x) X
            ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);  
    0 S8 D; j3 _( j* R6 m; L    end
    3 L& ]2 `% k  V  `) A* i5 y' Q8 c! Eend
    9 W3 x1 V  N: j$ P- `%ze1% P4 [5 Q3 Y9 M  h; b
    7 D$ n! R# i( g! U( p6 o
    sizeze1 = size(ze1,2);
    " H3 Q9 O0 O. x# N; [z4 = ones(1,sizeze1)';7 W5 j: c( y, {' G# z% x: X
    G=[ze1' z4];+ U! F* @6 C+ j5 r1 S
    X1 = x1';
    1 @( N; _6 }' \5 D/ D! Lau20=inv(G'*G)*G'*X1;
    6 k$ k$ z% d) h* b4 Tau2 = au20';
    " G& G: R) V  T%z4,X1,G,au20
    3 V6 a9 F$ m1 e. T9 G9 w
    ' b2 H3 S5 L  C4 K2 g- zAval = au2(1);
    ! P, B/ ~. g% J5 @8 P8 l  r9 U; UBval = au2(2);' ]) m, q, s. @( [- ~4 L7 ]1 x
    %Aval,Bval7 ^# o! R1 a% l) e8 T! w
    %输出预测的  A,B的值- ]* l& ^$ K0 l# O. C4 ^: g
    4 U$ O! E7 a# Z. X5 s9 t  s
    strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra); }/ D5 f0 m+ Y5 a6 [! B+ H. W  }
    %输出时间响应方程* H: E4 x7 L" \% {: V9 _/ W5 w

    % x- {- k- Z7 {8 snfinal = sizexd2-1 + 1;
    ' R2 B  u' K4 k0 A& d; D%决定预测的步骤数5  这个步骤可以通过函数传入, ]' r( A: K0 c0 l8 O; [5 T+ G
    $ `7 J0 S, M5 R% K6 k+ C8 r+ p
    %nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
    7 l( b3 c# H2 F+ ]) J6 S%预测的步骤数 1
    0 x6 e- K' K5 m" D3 h3 w4 `$ u, \
    3 q# f7 h9 T% N& @- e& W5 C# }for  k3=1:nfinal0 O; F/ `, D# l& S
        x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;) {. {5 Q5 d1 \& ~5 R6 [( P
    end9 k0 @" ^$ t: m, Z4 Z
    %x3fcast; ?' S- u  b+ v' |
    %一次拟合累加值) u8 l; {% L8 j! n5 l4 Z
    . M% v1 W' x1 `3 M" W- H: R! v! v
    for  k31=nfinal:-1:08 F( i2 m% j- L% U0 P9 W4 K% p
        if k31>1/ l: {: G3 L6 z& }7 L
            x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);9 e5 |7 o! |' k& M1 V3 m. q9 w
        else; H6 y8 y0 A" s* V
            if k31>0/ z. [: W4 P; |) U1 |. ~
                x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);0 M. @/ g' e8 e' ]+ Y  E8 N: b
            else4 ?8 y5 ~2 Z9 @+ d  [' w* w
                x31fcast(k31+1) = x(1);9 p( Y7 U! p( \7 g# U" L) j
            end+ T2 |* Q" m' e- V
        end/ Q, u' q' R" `. H& w+ |+ X
       
    6 O1 c2 K5 |+ @2 R2 Z* [end4 ]. t. v8 B6 _4 s
    x31fcast
    * U1 x. i, t- O" W8 L%一次拟合预测值  }2 n6 I) G6 v3 Y

    2 ]" [+ n1 A  c1 N4 f* V
    5 j! `$ ~5 `, o+ E  J8 d/ Sfor  k4=1:nfinal( l5 ?5 a3 l3 r5 Q
        x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;: B( b: V- Y9 b) L+ u  V
    end
    ( Q4 e0 p( B0 q- }%x4fcast
    9 w( D& v. N& r- X/ ?3 {5 ~1 M" ^# Z
    ; l+ ^) g8 Y, s1 Ffor  k41=nfinal:-1:0
    : c9 u$ n. T* ^    if k41>1
    9 [% f* X/ }: r/ I: H! ?* b2 Y        x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);5 l8 l: Q3 ]8 p! W" \
        else/ o( E' t3 d2 [8 U0 J' ?% T
            if k41>0' f9 g7 o1 j9 |4 ?1 d) o# h
                x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
    5 z) T: e+ z! Q. \# T. j- o( c        else2 ?0 \& g" w1 M6 X, @
                x41fcast(k41+1) = x(1);4 ]: v7 j) P( C+ F+ D
            end6 \" Y7 s% A4 U; m# B
        end# ~# H- M. [- ]$ u( ]$ \& F2 |
       ! O& V# v' V; y0 Q
    end; ^8 T7 Z# t- A* x- [! j: o# @
    x41fcast,x; S) F: h. a) ?8 T& h/ |# Z
    %二次拟合预测值; f/ v% f; s) Y
    4 g0 ]' W8 R* S$ A# e) P, `
    %***精度检验p C************//////////////////////////////////
    / e/ }- P& O9 J" z( P6 P$ E! mk5 = 0;
    1 B/ M& F0 L0 ?4 N# Sfor y5 = x
    - E: z+ z7 c% q0 ]# t8 X3 P    k5 = k5 + 1;/ S( W' F6 }) r. u$ o
        if k5 > sizexd2  1 A9 @) T: c1 p1 {2 Y6 A2 n, P
        else2 }5 q8 j! m! t6 ?
            err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);  
      ]: n  `5 r4 o7 k    end
    ' \. H( `% o7 f6 M0 T/ oend: t- A% {( I" f8 C
    %err1
    # E' Z+ E0 |- p2 N9 N. r/ o%绝对误差
    ) y/ g( h2 g, x9 D. L: s! ^+ g( A& _' \  C0 A
      u2 T0 l: i4 q4 U$ y3 U
    xavg = mean(x);
    : V; H0 I0 l; f  ~9 T%xavg& ?' y0 p0 n) f: V% X! `
    %x平均值' c& h: F) E' ~' G; O9 S& _
    4 a6 |# q9 Q! o. [& n/ b* z2 e4 V
    err1avg = mean(err1);
      B$ F) `6 @9 z0 D* K2 _%err1avg
    : \( l8 z' ]- [( f) \%err1平均值2 d& v9 Z/ B# |3 z- Y
    & ^( e9 h4 D/ f7 {3 `. y0 f5 Z
    k5 = 0;  [( B- B( l7 ^% X! q' U1 ~
    s1total = 0 ;5 d  U+ ~% c/ Z) \6 U
    for y5 = x- d* x* ~* B4 u6 {2 p
        k5 = k5 + 1;
    + k! P) w8 l7 X7 D9 ^    if k5 > sizexd2  % J+ F7 m; \: n' r5 Q( k
        else
    5 }9 g7 Z; s  i1 y        s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;  
    $ q% f( w7 {7 P8 `* B    end
    9 K2 b0 t/ D  u5 S3 |' z& ~0 ^  O& Bend; |6 j; o1 o4 y4 z$ R
    s1suqare = s1total ./ sizexd2;0 ?! T+ R" {3 z1 F* z6 O. H
    s1sqrt = sqrt(s1suqare);/ x7 J. b% }5 Z5 M) o% }
    %s1suqare,s1sqrt
    * g% `* `% E5 I/ Z7 V2 Y6 s5 N%s1suqare  残差数列x的方差  s1sqrt 为x方差的平方根S1- e. f6 Z$ L* Z. x# r2 z. j* ?# b
    % A0 N. ]/ ^$ G* s/ ]) R
    k5 = 0;
    4 o& f( k! k1 ^. |; [& u8 m8 ys2total = 0 ;
    / t9 V7 p$ r3 T+ ^for y5 = x2 P+ F/ S7 T- J7 S% n
        k5 = k5 + 1;
    7 O$ [% H2 c( @) u6 d    if k5 > sizexd2  & V$ f; Q, k% e) O$ t
        else& T. o* R! @9 U/ T6 Y
            s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;  
    7 ^" `8 n, k* ]. Y# e! X) F, [6 n    end4 B$ k; M2 R6 I1 k( _$ f# K. E1 B$ A
    end
    " L2 e- Y) y: c. q- U# p, C2 [s2suqare = s2total ./ sizexd2;
    1 ^( k0 E. E1 [$ A, S/ m%s2suqare   残差数列err1的方差S2
    8 q" v. X& h2 s9 }: E, g/ k
    $ j4 \9 X3 ?; W! B% J( OCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
    # A! R' l. V; {& tCval
    4 I9 w( C8 ?3 l3 {%nnn = 0.6745 * s1sqrt0 Z+ ]; c2 Z9 V; i; Y# X
    %Cval  C检验值
    3 N' s# e" ^2 ?; M& C! ~$ X3 `2 J2 k& o, W$ w7 U7 ^
    k5 = 0;, i4 w. k& u! p. }
    pnum = 0 ;
    + Z$ q4 j3 h4 ^: I. ~for y5 = x* ?- o( f, q9 h& c
        k5 = k5 + 1;
    1 l$ C5 |) }  H0 q* N9 U    if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
    + }/ L) L8 H5 r' z        pnum = pnum + 1;2 O3 D. A! w# d; V, y; ^# g
            %ppp = abs( err1(k5) - err1avg )     . G3 w' c6 H: B7 ~- r
        else% h2 M) t/ M( v! I" C! t4 J7 n
        end
    - u9 E9 D9 f4 i! kend
    ' X5 J# @- ?* J2 D6 Dpval = pnum ./ sizexd2;
    6 P0 v5 k+ i9 S) R# Hpval1 H; W# D3 T% \
    %p检验值
    $ b+ s' y4 H7 z
    ; L7 \( `0 D5 |- t$ i2 X%arr1 = x41fcast(1:6) 灰色预测MATLAB程序.txt (3.86 KB, 下载次数: 170)
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    厚积薄发 发表于 2011-12-15 09:38
    ) G4 z6 L7 _* F" V; E9 k6 K不错,好东西

    , T" N  d9 F6 |嘿嘿,大家一起加油啊~) D$ L' {# b0 t0 g' V% H
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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
    / d9 ?% s- }9 Q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??
    5 e7 g. l$ p2 U
    此问题已解决,详见如下:8 a4 P8 [% M) w, |) Q- v  E
    if p>0.95 & c<0.35
    0 `! h* r3 ~9 `% y    disp('The model is good,and the forecast is:'),
    ! v( d6 v9 L- G; m  v9 N1 ]3 n    disp(Hatx0(length(x0)+T))! b  H1 c4 f* v2 _& W0 W
    elseif p>0.85 & c<0.5( {% t& \# Y$ }0 z4 f: p2 _
        disp('The model is eligibility,and the forecast is:'),1 a% Z9 g" V) K/ }( T4 \
        disp(Hatx0(length(x0)+T))4 x! ~6 T# S" P4 i& J3 h
    elseif p>0.70 & c<0.651 [& r8 ?% {+ [' `+ |- l0 h
        disp('The model is not good,and the forecast is:'),
    5 R0 b& s) S& i$ o' t* @    disp(Hatx0(length(x0)+T))8 h' |8 v- R" B# d
    else p<=0.70 & c>0.65
    % ?- G4 g5 M5 [9 G, g    disp('The model is bad,and try again')
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