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1 S+ H& G ]$ V( M5 m8 \3 d标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
2 r; D9 q" R- R1 w0 a- L5 d; N3 v% u# R- u/ ~8 r/ ~
%by allen @ 红嘴海鸥
8 f) e. F3 {2 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8 j4 H3 A7 K$ E1 h0 ^; e3 {+ Y
- s( o4 V2 y5 J7 O2 Z+ n: }
%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+ W2 O0 M& W) i5 O' f; I! x4 @
0 B; p. c# p0 Z0 y# S7 x \$ ~
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
5 y8 ^ r, A8 f- d/ v1 i: P9 a# |, g5 \4 R1 [
%二次拟合预测GM(1,1)模型1 T5 o' W/ L1 w$ S
function gmcal=gm1(x)
2 e6 C4 K% V* w3 Rsizexd2 = size(x,2);$ n1 V& t/ N, P9 i& w
%求数组长度& A) ?& O8 W; p( C# ? }) h
& D5 v! N! f, U8 |4 f; u
k=0;9 U% C! Y. F* u: o- R. `
for y1=x; x) i' I; _1 i. U5 c( ?( _
k=k+1;2 S0 `& X1 K& z; Z$ Q1 @1 `# S9 t
if k>17 Q& {4 [. \5 z! c9 \
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
8 ~( I8 Z) }3 x* F+ X %累加生成
9 I1 j$ m, U* S d! G ] z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
$ h+ l1 t2 ~$ v; Y8 l# } %z1维数减1,用于计算B; B3 A2 [, \+ {7 \
yn1(k-1)=x(k);
! |; V4 {/ K! n( x/ D# d5 ~7 V& S else
4 i2 T* J3 p: U8 @ x1(k)=x(k);: m i* A9 a) w
end
* q" O; M0 g6 {5 |: [# Z3 Aend
8 K1 R2 n% c" I! S+ N1 \' \%x1,z1,k,yn1* K1 [- H5 O4 [, P z- G
+ k% k! K3 v) U7 t. x: q; Nsizez1=size(z1,2);" v7 n9 @; s$ t# ~6 ?3 C
%size(yn1);
, L% p+ s7 l; hz2 = z1';
% o9 w/ p5 K, bz3 = ones(1,sizez1)';
8 g0 k: _ ~7 y3 G. i
- { H3 W% A; a2 W. O8 |YN = yn1'; %转置4 X6 [- o) w& G3 ?% W. A
%YN0 A7 R& y$ I# W" Y% E6 ]; d
1 q+ j5 v: b: B4 I, ]
B=[z2 z3];; S* ^" } q! U
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
4 x3 Q% ?- x' z" s: l* n2 U+ Mau = au0';
4 @5 q3 a5 Q8 j+ {3 z; R o%B,au0,au
S6 n+ w2 R3 r& m
& T O6 r/ A; H$ ^% n/ H1 Dafor = au(1);
, B/ L7 O9 s( vufor = au(2);
, ?9 O8 W2 W9 f1 Lua = au(2)./au(1);
' m% M; B3 E: @: X+ E3 a%afor,ufor,ua
6 J* M ^9 o8 q5 F7 e%输出预测的 a u 和 u/a的值2 L0 j" n. S. M+ k
; k! f( H- y, q% g2 ?constant1 = x(1)-ua;
# z5 p# z$ X% L: o' c* Z, [" f8 T: Qafor1 = -afor;
) Z. \' `3 s, Sx1t1 = 'x1(t+1)';+ z- }& S4 S# S- n- Q
estr = 'exp';) x1 d- K* v) @
tstr = 't';
! f ]& X; E# i+ n6 _leftbra = '(';' h! [6 k9 D2 e/ \2 j
rightbra = ')';
: A7 y2 G9 q- X/ _5 f# ?%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra! ~5 u3 \5 @! {+ m
9 w# c u6 q. i+ t" ~: X5 \3 b
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
0 N4 \' b! O- N$ j0 E/ J: H%输出时间响应方程/ l1 A% {' |" _* G7 b9 q& y$ p: L
( Z F* t$ ]) R! E; Y
%******************************************************
/ q8 f, Z- ~: z0 \%二次拟合- d) Z* U" E- H8 R4 y
& I4 G# O/ U% `9 ~4 X
k2 = 0;! \( f( W+ P" T6 z& x3 e# r
for y2 = x1
$ L* L a; w9 L/ Y/ r: X k2 = k2 + 1;+ Z$ a9 \/ b7 J/ q
if k2 > k
5 T0 k0 S- \! h else+ v" v' I4 N1 v
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
) [$ T# T6 \! T) ?, v end
# f y2 ]8 f( v3 }end3 }/ Y5 ]9 @, d7 s* f8 L
%ze1
" B- u) J" c5 ^! e2 G, M1 ]
8 E- l7 y8 U x6 p- _& Xsizeze1 = size(ze1,2);
+ V' ]- o3 [+ E7 Tz4 = ones(1,sizeze1)';
& z! W8 E3 | e5 T# MG=[ze1' z4];
1 [0 S2 y. m1 L2 r1 n& yX1 = x1';
) v! ?) p1 Q. Lau20=inv(G'*G)*G'*X1;; {( u5 \4 C7 L' W
au2 = au20';
( z, h- Y' P7 l6 _/ Q, }3 j%z4,X1,G,au20
$ [1 g p2 j& G2 T% |& a; |5 b* T" j: t% r9 b
Aval = au2(1);
) G+ g' ~6 U5 H# \+ w! Y% I$ iBval = au2(2);
* U4 J* A- ?" N$ @$ e8 O%Aval,Bval
) @6 _! M+ @; ^) |2 \6 w* w%输出预测的 A,B的值$ _5 p! {' j8 C: Z/ o
+ }( `* c$ r0 w0 a U- }7 Y* istrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)$ u/ l! I9 U7 G0 ] ?4 c8 T# d' W/ M
%输出时间响应方程
* Z0 E; @: N/ A; R! l* W2 d+ u$ P2 H2 |) H' V }8 p! N
nfinal = sizexd2-1 + 1;
0 \" p2 \3 E' Q! [! J5 J3 X, T%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
6 [# e; t" h! [/ |
# }8 K3 B/ _+ K1 G$ k! C6 t%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
- P8 K: P6 R( K' m5 e& d6 J6 F1 H%预测的步骤数 1
% K8 ?: K' w' m8 C1 M8 K$ K/ I# g$ }# [; H
for k3=1:nfinal5 N C7 E7 P" D
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;3 @& G ^+ R* i1 D8 w
end
1 f6 Y0 d. T* I%x3fcast2 [0 L. H3 @$ q9 G, ?) Y' F
%一次拟合累加值
3 u4 I1 r' i7 C, ~4 F. j' c4 Y# V) w4 B! d, a
for k31=nfinal:-1:0
, b7 R1 y8 ^6 p( q2 {2 D" | if k31>15 Y+ k) c4 d, E; X
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);! N% a1 T6 E4 l: S- Q: ^ c
else0 o! u: t% I7 r9 ?% O
if k31>0! M1 n h+ w) g3 Z
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);9 m0 F3 w. p' z1 W( d7 ]
else( \% Z# J, M6 A
x31fcast(k31+1) = x(1);1 C n+ n* h1 {
end
0 |* M+ [. Z8 a8 [" E$ A end# t- m x5 D3 V9 i% Y! X0 A
. s0 M( ~+ E! W0 ]. Q% {
end
3 @6 D' X. t: `) G6 v2 E8 \x31fcast
3 I# H! n; S2 c9 S%一次拟合预测值
% {. D: C8 i) \/ @
\+ p: K$ [& ~0 z2 c" o: T0 f
. N- Y$ |+ S+ S' R& k) bfor k4=1:nfinal
2 m5 s$ f# N* Y+ A* S0 O x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
5 t4 z' {. d) S% k+ t7 eend: [( U' `9 ^1 T& y
%x4fcast
$ n$ p: k) H% s' l' v I
2 P& ?9 {* ^- {% j! dfor k41=nfinal:-1:0+ B. f# i: R% v4 q) ^) C& W }; y
if k41>1( Q4 x5 l4 y4 b7 T2 j- ~
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
! U! `! I, I' F+ w# E else
: g) D+ Z; `9 X7 N if k41>0
: D I0 q* [' D x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
. U% s1 N$ x% r- `2 g else
, y* l3 N3 [0 |3 x! k/ [1 T4 g x41fcast(k41+1) = x(1);, @2 d" J h5 D
end p, m5 I9 _- H, A
end
- }9 s0 j/ f+ o# D$ j - ]$ [. e' V& J) ^
end5 x, a& Y- w: w8 E5 k0 W$ z5 A
x41fcast,x' e/ s! ]# |/ n& r1 a
%二次拟合预测值
: A) t5 q* k3 W$ A6 Z/ l- Z5 j8 c$ j5 R
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
$ V/ K' h; F$ B. J% Ik5 = 0;: a, i+ }, f/ ]
for y5 = x! V s% ^1 Y0 w6 M6 ~. B
k5 = k5 + 1;' X4 K% ]) x6 C5 ?
if k5 > sizexd2
4 ~6 B: X# E6 `8 [" a' m else, E$ I4 `& d2 V* y4 ~- e
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
9 r! G" A A( D! K end
2 c% e$ [ Q6 l/ R5 dend
K x2 P' d# g- m; ]2 ^%err1. E: l) p4 L# P. H
%绝对误差
+ N0 @, a# I, |3 H: t6 |; d; J
. L; e4 L; `+ K9 t A5 @! s) t2 H
xavg = mean(x);: q* e/ a2 X9 G$ J
%xavg
# e) E- n0 z, x%x平均值9 b% ~3 u* Q% l, m5 [5 g1 S
, c" }2 B3 G% O9 P; s. o3 d* Qerr1avg = mean(err1);; k: p( Y" P6 X- B. b
%err1avg
: Y$ B' A/ ?- t# `8 j) ]%err1平均值
) I$ N1 X% Q8 c& q
5 O7 T2 q0 ^+ ^# B/ P k0 [* ok5 = 0;
! y; t ~, X9 B& {s1total = 0 ;+ |+ X* `, R) i* X5 n3 d& `
for y5 = x
* k J, h. N1 C2 V5 ]' Y6 A/ q k5 = k5 + 1;. H. V( G7 I. p# t9 Q
if k5 > sizexd2 * w2 L. W+ U2 R* p# D
else0 E; l( w0 S2 @9 |7 Y. y! m( o' B% S
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
4 a' |! e, b: H9 P0 v8 X end
" u! z" L. K, R& @end9 {6 S, K L8 Z( [
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
" N5 d" r6 R) P2 r. }s1sqrt = sqrt(s1suqare);* @. K" ~4 ?& k F% |
%s1suqare,s1sqrt7 {- F3 G) ^; D
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1 E/ w) f1 ~: a3 Q
) L6 A0 [3 ?# C& D+ l( A, S0 q
k5 = 0;" u/ x( u# |% i/ |; g5 M* Z1 L
s2total = 0 ;
7 W7 W4 G8 O& ~* g2 I$ D2 ~: @for y5 = x, _! E7 v6 K/ q2 s; D0 p# K1 ?
k5 = k5 + 1;$ h. V' u$ _. m4 R# d2 H
if k5 > sizexd2 2 s' j4 Q- z' k+ \! N' Z4 N
else
6 s' \2 h$ W* c. q: r0 Z s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; 2 o& Z+ s& U& `6 h2 s7 O. A3 q
end( g0 ]3 Z! Q& e
end
3 V6 X/ N$ d) s+ u- Z) f9 t! ]s2suqare = s2total ./ sizexd2;
" Q3 I m8 f, X5 d+ B) |%s2suqare 残差数列err1的方差S21 R0 v# V6 r) Z3 N
0 X5 a2 {! v8 n) M; i
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);6 X, h: s3 j+ a& a
Cval
' f; I5 L" ?$ a/ q%nnn = 0.6745 * s1sqrt
; E7 i" f4 w9 r/ I! G) H i%Cval C检验值6 i1 z- i; D+ _) q' @( s% {# W
: `0 h/ v' \3 G% Rk5 = 0;
; K! c# m2 x4 d( m! Bpnum = 0 ;
) _% }' t- p2 a* p7 A8 e; R9 ^- R afor y5 = x R6 h1 x* D. ~
k5 = k5 + 1;' d7 |1 T5 ^+ A' D
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt% Q; o. Z' k( X1 ? P" K
pnum = pnum + 1;
5 E1 D, ^% x' n0 O7 e9 F1 @ %ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
' N$ w7 ]( |, V v else
" ?1 t. U9 @) G+ i end0 ^1 z1 n/ W9 [& f- T" G1 L
end7 m% K% P: {+ }' O7 d' [( r' ?
pval = pnum ./ sizexd2;( Z& C# k: H9 M# F. s* r* S
pval. V( \+ H5 ?( f( V q; q
%p检验值
- G* F0 b, H# T0 g
- l0 p' V, Y3 |. r" F- l%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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