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TA的每日心情 开心 2012-9-10 21:57
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[LV.5]常住居民I
% U0 ^0 y8 w5 f9 D 标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
1 Y5 r- z) e6 o; l n
1 E* o# ?8 H* D! {, c& A' G %by allen @ 红嘴海鸥
5 J* p' M, @; A+ f* |/ v %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7 j8 l2 ?+ M. \
4 Y( ]. _9 M( h7 B" i( \1 ] %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' d$ E! h2 z4 ?: f) O9 ~6 ]
* m; y$ e; t7 |' a# F8 y %x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 ; I/ b0 \( i* p$ Y: w
" C5 K# N4 f& ]1 S %二次拟合预测GM(1,1)模型
4 O# G- s+ f" N3 p' Q: d# ]7 a2 n; U3 G function gmcal=gm1(x)) L: R" w4 a- p+ {- G, m
sizexd2 = size(x,2);' \) H* @# J: g" V/ S
%求数组长度8 s1 m6 Y+ P0 v- p% M
; _' G# X2 j5 {& N k=0;. S, i# G4 R5 H
for y1=x
0 h4 Q% A3 u7 P i k=k+1;
! H, _' C: u* Q8 ` if k>1
0 \! }4 Z, _/ y% @8 E- e/ S, Z x1(k)=x1(k-1)+x(k);# l* m4 @* o/ M* }1 l
%累加生成
- z6 @# b! \( r9 D. ]; j; d z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); ' W$ p# I) [( \/ D; }! Q
%z1维数减1,用于计算B9 s ~% V3 H) X+ w6 v
yn1(k-1)=x(k);0 C( G$ P# |. A4 Y
else
6 @* g0 G# \ _. _; P x1(k)=x(k);
6 C8 L6 K$ U7 \) }* Z% ~" ?' ~ end) a" q) C: H7 Y3 _/ E3 f; E/ y [
end2 y- l( t: x+ L% z6 i& G; C
%x1,z1,k,yn1
! @% }. ^" L: B6 X8 h 9 g: @" L: r. Q) q& i6 e
sizez1=size(z1,2); j4 a: w: U( a1 l
%size(yn1);* D3 B" M _. W$ y
z2 = z1';- d, P8 @& b, M, W8 g& q; n
z3 = ones(1,sizez1)';
9 N3 p- k" C* v ; N+ t8 W6 R# x$ \+ n
YN = yn1'; %转置
- Y8 j2 `. E: n %YN
( o6 I! E7 X/ I, t( H% V- ~: d" m
2 A- A1 [, U8 j/ E- _+ D B=[z2 z3];8 S. B) R- [9 e1 K# b2 m
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
# }6 W1 c3 g/ ^4 t. [8 f au = au0';0 q/ ~+ e2 e' b! H
%B,au0,au' j" V8 H1 l; d9 P
" c N, U# f* n! q2 I( x/ s' Q4 V
afor = au(1);
4 U* J1 V9 n/ N7 A! D( J0 } ufor = au(2);
B. U8 {# M% z. T- g7 e2 G+ J ua = au(2)./au(1);
$ @; {! O, ^$ ~! { O8 S5 Y %afor,ufor,ua
1 h- g3 j: D' H' C8 G, s %输出预测的 a u 和 u/a的值
( h( Q! u1 y% [/ x& n( G " K# y. C1 s( X2 Y- X' x) f8 G
constant1 = x(1)-ua;1 Y& `2 A% M" {' T' v0 b
afor1 = -afor;
& v. @& t l7 T& j0 }( M x/ t x1t1 = 'x1(t+1)';" F# j2 g9 v2 x, i! g' K
estr = 'exp';/ `5 K. V s3 }- x/ U( v. N
tstr = 't';
1 Z: H5 E2 i7 n leftbra = '(';
" G" ^/ X! T6 C9 Q! o' n4 F/ C rightbra = ')';9 W5 z8 q6 Q( M& w. f5 d
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
7 z9 A8 h K% S- F $ D9 Q, w8 L( P7 l4 z
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
' `& }& l% ~0 W# J ^1 ^5 I %输出时间响应方程8 \- T4 L# H6 x2 z+ t) [
6 r* M; f" [5 D. Y
%******************************************************$ O0 Z$ s1 T m9 H9 X: z* R
%二次拟合
3 V# `- E2 P" {& i$ P1 g# @9 h4 { ; Z7 m, b2 B O4 Q! V, ^, z
k2 = 0;8 [/ ]2 K" p# d" E S
for y2 = x16 h8 m5 i' F1 p
k2 = k2 + 1;0 Z/ Z8 s/ A* _& G
if k2 > k . J. ]$ }' I+ e1 w2 T
else1 V* T3 I5 h/ ?5 q# I
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); ; H& M$ @/ Z, X& {/ t& I
end" C' v* }' u. q; f: i
end
: Y* I' n; a& Y' a! Q/ I %ze1* O$ X1 t- q5 ]
% e5 Y7 p8 V2 f8 _2 n" a sizeze1 = size(ze1,2);6 \8 q3 T( r/ f3 L$ b
z4 = ones(1,sizeze1)';
$ T9 e! \7 t/ x, G: M6 n G=[ze1' z4];* u% N n$ W1 f9 s) r
X1 = x1';4 N- w, J9 N" p! y. ?2 D: w3 C
au20=inv(G'*G)*G'*X1;: w; r y' o) s! d' d
au2 = au20';9 i ]8 D" I n4 _
%z4,X1,G,au20# ~) I" K3 ?3 [
( v, r: C9 V1 H' D Aval = au2(1);
! D. L; Z. S% H' i1 `7 P$ Y0 f8 J Bval = au2(2);
5 D9 i% Z( N4 [0 R( y0 p %Aval,Bval
6 y+ f" m7 S: V6 G% T %输出预测的 A,B的值7 A6 H/ |3 P; ]9 ^, A3 n& ]1 B7 E" z
5 R% h! R8 Y7 D! u \7 m# L
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)) a$ G0 s& W( u+ M+ d, g
%输出时间响应方程6 S9 l! ?7 [6 G7 t3 n, ~" {. v
5 V- ~, u$ L+ r6 l: ?6 S
nfinal = sizexd2-1 + 1;
Y9 |6 n4 f' x5 \' y8 | %决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
- o( p# C& k5 _4 ~; t( z
$ x0 M* R1 B) T8 l6 l' j, i %nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
) L$ \/ }! [ U8 U %预测的步骤数 1
1 v; D7 `7 J' V
& e% I' @. x7 g1 S3 g6 D" |# s for k3=1:nfinal
) ~& \: a* `6 w+ v+ ^7 i3 b9 U x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
# |# e; G( K7 M! h. g& E1 o% [ end- N9 o2 s" O+ P2 @ v8 ^) r0 o, z
%x3fcast+ z R6 J" a" X) ~& t! V1 R, Z5 J
%一次拟合累加值' ~6 F$ ~7 T0 q0 b
0 |) B. G8 F7 C2 @ for k31=nfinal:-1:0
; Z# { X; u8 z) L# W0 t* L if k31>1
# k1 k. o- ]3 \9 ]. }: R5 l3 e9 S x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);, [) Y5 B5 H; C1 B
else, g9 _& {0 j \# @+ K4 X& m' e; y% G
if k31>06 }' n+ E4 m6 Y1 Y
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);4 @. ^) u, y' Y! f. {
else2 ~. g, c/ H4 c( y, N9 {- G
x31fcast(k31+1) = x(1);
; g2 V# D/ [* G$ Q end
; d- q& A2 ^7 i" C8 N end9 U; s4 @! S! ^4 r5 `( A2 @
5 |8 W- o8 w- n, _4 x end
; |8 k* m$ p3 h5 z( `" s x31fcast
- M+ k+ r: d0 U- ` %一次拟合预测值
/ t+ V0 X1 o1 B" k% X2 o6 A* P ; O1 {" b5 C8 l2 u' i! H
/ F3 K( G* @. i( B for k4=1:nfinal& K- [6 {6 C, `7 t7 Y, U
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;5 q$ U# `+ c+ D" o# d- L: |# ^
end
6 u+ O+ Q6 z5 ` z, b %x4fcast& [/ D' O& Q4 o$ }& i8 X
: h; U$ ]1 R" H7 ~ for k41=nfinal:-1:0) @6 T( n( r1 u) d2 d' i `( F
if k41>10 ]& D5 W/ c, i8 O% L- D6 x& Q0 P0 q8 |
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);- Y8 ? h: S; o' I [/ J
else/ S1 z* F4 [) x! c3 s! R* F
if k41>0$ R0 h; N% Z8 ]' T
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
8 y4 ~2 D& f/ ?6 @# e, m else# p8 ~$ f1 _. i, i+ ^1 ?; S, d
x41fcast(k41+1) = x(1);: s" S$ [1 z) H9 {0 z
end
/ E; S Q1 s! p) c end
1 q4 X1 i- S1 z& d
1 Z, }# X" y; }; S C' ? end
$ E: o0 \6 g9 r: C x41fcast,x
3 j9 ]1 ]( r# { a %二次拟合预测值
( _$ ~- W; d" O3 N) G: _
4 P4 J9 {6 o4 O# e; {; J %***精度检验p C************//////////////////////////////////
6 B3 f" A3 n. U/ S/ U$ \ k5 = 0;
0 r/ V- k# G4 ` b for y5 = x: Y+ K1 E% X k" v
k5 = k5 + 1;
" o$ s7 T; D4 t/ R if k5 > sizexd2 $ y1 a3 G+ ~( V, B7 r+ n
else9 V7 V( F& T1 A* {
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); $ l: L& n- t K
end4 A7 A+ f$ a( y" L8 D3 d( `' i6 h/ d
end/ s+ R, X {8 [% q: @0 u% D. y
%err1
0 Z+ t, o+ j% N) R %绝对误差
+ a5 X: I* ^! \
9 J/ ~4 q: A/ M5 | 2 |% d/ R) m4 w% _/ H
xavg = mean(x);
' B- C2 H3 p% r/ R/ v4 O %xavg/ X/ A7 M* a, A& X) W
%x平均值) S+ ?! P1 h" _& m) t
; Z" h L' W3 A/ Y err1avg = mean(err1);& \2 M3 F" z. H+ X) y0 p
%err1avg
, ?, ^; u- u& h$ c4 i6 Q" L %err1平均值
+ X0 u8 s6 s& |' K , C8 V8 }1 [- r2 ~2 s( b* ~; `5 M
k5 = 0;
" @4 d5 ]: H& s" P6 T/ j s1total = 0 ;
* T: n* @2 v! t7 Q+ ~% f$ _ for y5 = x! n3 |. e& ~, g
k5 = k5 + 1;
" M( z0 a) n& h4 ]' r- e if k5 > sizexd2
2 O; l# R' G, T2 B else
* M3 `, p: j* w3 [2 A D s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
) `: t/ F" f7 \" y; ] end: I, L; V, q5 G8 J5 v% Y ~' o
end, Z1 R" \+ b$ A- i; i( I
s1suqare = s1total ./ sizexd2;; Z; L3 L4 `) e( e# d
s1sqrt = sqrt(s1suqare);
: H7 F1 y; K4 f8 l %s1suqare,s1sqrt% q% w) q0 J+ C% g# j$ v* u }4 U
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1! K" v) p; l; f: g! \) t, p5 I- }2 y
: h; I. s+ E' x: P0 R2 ^1 ~( x
k5 = 0;* s- k4 I- i) @; D" W
s2total = 0 ;
" {& ~* T8 W* S0 e% E0 }/ L* v4 r for y5 = x
7 i8 C+ J) E: f0 X) b3 `, N) o k5 = k5 + 1;! A k( X/ M; e8 } }: R5 k
if k5 > sizexd2
6 j5 n+ w& k Z) X else
8 ]+ R; c/ [3 m( {- b# e s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
( v9 k* j' z. Z$ }; f- H end5 t6 e! J+ O7 J; l
end
8 v7 U, \% R: k! T0 o8 g4 v, B s2suqare = s2total ./ sizexd2;
# N2 X% |8 [5 {% V% S" U* A %s2suqare 残差数列err1的方差S2
, O8 Y- L( f2 p4 j8 k
! t% T) P7 Y* R- g$ G: z Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);* r2 K+ |, B7 ~) G `
Cval& u1 w2 x+ _# C4 _8 O: p% N
%nnn = 0.6745 * s1sqrt
/ ^& p! n, m0 P8 z% N2 R V$ M7 [ %Cval C检验值
% w* H6 i7 T# m
- ^/ H, Y! m# _! {% Y( g k5 = 0; \' h$ q( @* p6 S1 H b
pnum = 0 ;
8 y4 B8 ]" n4 [/ [! J for y5 = x
. C. }6 y" W9 ^4 c0 M# [' X6 L k5 = k5 + 1;
7 r. @0 Y& _/ |& T* _1 K J1 G if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt6 s' @& L: Z) N4 k
pnum = pnum + 1; f" N* E$ o- O0 m6 \" u. S
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
" w7 h8 B7 {5 s* e. `% ?9 ` else
2 t7 g( E. _1 ~( O$ }7 h end0 k# q) l* m( h9 a* ~* H% c
end9 j& z# e) m. X+ `; L7 Z3 g. |2 r/ J
pval = pnum ./ sizexd2;% n. m% L; n2 X4 T: `
pval/ A; i$ Q( ~+ b: l
%p检验值; R; {+ v g/ d# Z/ G7 I
+ `3 ]) o3 {) H1 E: ]9 |/ z %arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan