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( ~0 M% z" H4 Q2 v' U
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
- g# e! D# B$ @/ n* x
1 M! m7 {: U9 {; K/ v1 V1 `%by allen @ 红嘴海鸥
2 U( l6 W# ?/ Z! S9 ]6 h8 t5 z%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
2 R. ~ ~5 B- l6 k* r$ ^) `# O6 W6 m2 b, G7 l9 B: a
%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/ O. }8 f. l' G
1 R* z/ }4 V# J! W
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 1 Z/ W% o- ^' o* z; z- u$ M! z5 u4 V
$ h0 s# V' S: M% a' ]2 U$ ^" l4 q%二次拟合预测GM(1,1)模型; C1 b3 R* H" W6 c4 V/ {: U
function gmcal=gm1(x)
9 G! e8 D# b8 K* J8 `sizexd2 = size(x,2);1 Y. u0 m V" C; L5 |2 { L
%求数组长度& r, `5 b/ J+ Q: ^+ Q
) p; J# H( s' U2 J: gk=0;+ a6 p% a$ u a" N
for y1=x3 w5 y3 |8 V1 q4 l6 Y
k=k+1;6 {* h+ ~; E: H; J5 F3 R
if k>1
1 H( J) \. \' p6 D x1(k)=x1(k-1)+x(k);
: l) R; S% \- k %累加生成, m. B$ A0 f4 J
z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); 4 E- p- D: F# X8 `: _
%z1维数减1,用于计算B
. n* [" {5 b- G yn1(k-1)=x(k);7 z$ C/ Y1 z& R; u
else1 H5 \: I* Y0 X9 K" b
x1(k)=x(k);
# ]4 P" {! x# ~0 f end
# j e- l# C$ send/ K. F+ N" ?6 ^" O6 ^" h4 @: C8 G
%x1,z1,k,yn1+ O2 C2 \5 T/ \+ X4 R6 T( C6 H7 S
. @0 e& G, z& l; n& ]6 v
sizez1=size(z1,2);
/ q+ G* U, S; |6 w. u%size(yn1);8 _0 _& y: n7 y R9 g
z2 = z1';7 [% z" u0 O* f% B! O
z3 = ones(1,sizez1)';
- l3 h7 F) f ^1 M9 D; V0 Q; c8 Z- g
YN = yn1'; %转置
& v! q* f( c6 v( G%YN6 L# o/ U4 V) m: Q
! D4 k8 e, F$ A4 PB=[z2 z3];
7 _! q; N" c7 cau0=inv(B'*B)*B'*YN;" B. w! |* |( K" V5 b
au = au0';
8 L! Z( p( N7 K1 Y4 C%B,au0,au+ m2 ?0 O& J" ]! Q. }* ]! X
/ r* W! Y+ I3 T5 A
afor = au(1);
( _. Z2 `' W; j2 S4 r) fufor = au(2);
! H: Q. j' i1 X- h: }0 ^3 t/ Fua = au(2)./au(1);7 n( z( y: s7 a4 k( C
%afor,ufor,ua 0 i7 {% y; s0 s) V% Q7 d
%输出预测的 a u 和 u/a的值- b5 Y7 z3 I! C9 B
+ _/ k f8 B2 x
constant1 = x(1)-ua;
# `9 b& a- P2 R! Y0 N& l+ mafor1 = -afor;( v4 W3 \ o% g, _9 N `! r4 V/ q
x1t1 = 'x1(t+1)';4 h! G* a; m" \9 c/ z; U/ G
estr = 'exp';9 b" E! r5 a7 C3 f
tstr = 't';0 M+ @6 j4 l" y; i4 M
leftbra = '(';' C* f4 [% m$ q/ x9 b
rightbra = ')';9 i2 f% O4 J: r+ P) m
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
j& t6 ^( p0 F+ p _9 I( i, Z% F" c* y5 Z, Z
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)) j+ P1 W8 i. ^
%输出时间响应方程
5 N9 q1 m: v3 l5 I7 E2 Z/ r( b7 ~: d% i: y3 u$ a' o
%******************************************************5 n5 Z/ w6 t7 a' A8 ?1 B
%二次拟合
. C" F8 b' L" [! T) e3 v) U* J* b3 [. y% j
k2 = 0;: g9 S7 n% j0 }( b ?1 p4 `
for y2 = x1
0 T/ L9 j& d5 g- W8 H6 w9 x k2 = k2 + 1;0 U( \) [$ n' c
if k2 > k
7 r; l7 [0 [9 j e else! P( `/ _' i3 X& |# N9 t5 j: J
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); ( T6 n# [+ }) N6 O6 k" X
end
. d3 O2 e. J0 R" kend" m! H0 Y p0 c1 N, h1 p
%ze1
x2 r" d3 f3 a) \2 C+ W. Z1 @! |# c' }6 {" Q% ]
sizeze1 = size(ze1,2);/ ?6 G2 b8 s! T1 U" a$ Z; |& X
z4 = ones(1,sizeze1)';
; `1 X& b: w" x; ?! A' zG=[ze1' z4];
7 Q' k( W6 _- R; r. V# h% d2 DX1 = x1';
+ Q {- D$ n5 _3 |au20=inv(G'*G)*G'*X1;( d' L% Q5 r. H! o+ c! L
au2 = au20';
! L3 ?1 G. O6 E; W% `/ m%z4,X1,G,au20
, F# G" I: @4 s: _5 W3 ?1 `
( r; p1 M+ o. a$ VAval = au2(1);
6 l7 p% | j7 \: L6 ~1 ~' J' VBval = au2(2);
4 O# f# [% A& n N%Aval,Bval
7 c/ p+ h0 x1 a%输出预测的 A,B的值# N- m; j; M- k7 `5 _
8 z5 z# x7 N, h, y! }+ g! E5 sstrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
4 U+ J$ m" l4 e* D%输出时间响应方程* x( u( j, I5 m$ Y$ C$ r1 p. `
( n) j7 |! Z8 ?5 y. n$ I3 A( k9 Qnfinal = sizexd2-1 + 1;
# r# t; z7 S) x9 i) S5 \%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
; m6 m) A p. _' o j
1 T+ Q! [ U$ C* I- N D6 m1 Y6 Z%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;* H9 {; I* \8 d
%预测的步骤数 1+ K6 }/ f. Q0 E4 @$ j: J' [+ @
. M& W1 @0 z, r9 `2 `; p7 A
for k3=1:nfinal
4 j% I5 T( }6 D9 K2 a' e% Y' p/ T x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;7 Q" \, s: W" A
end8 n# z8 Y/ M S/ e3 l* c
%x3fcast
0 U# \- \! @% @0 @* U# H6 U%一次拟合累加值
7 f. H" H- _0 O0 ~0 A; e1 B+ B& i- }4 [1 V+ ~9 \
for k31=nfinal:-1:0
) V. O0 C7 y* `# n J if k31>1! m* |) @& F6 w! q4 i
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
7 Y% ?! R0 T7 g( a: g1 T else2 v- d5 a; Z1 H- w7 k0 q
if k31>0
4 _8 V/ l$ `. ~5 U8 _( o/ w x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);+ l" I- j! o% i& [! E
else
6 J9 V$ l2 G5 r: n x31fcast(k31+1) = x(1);! W) r% R3 q- j u- P/ Y% W
end, y; ~. I2 {) V; H2 X
end
1 H: O9 q" W/ |( ~$ C. L- r / R& @* x8 @9 f- \$ u0 Z9 @5 _9 s7 s% @/ u
end: x9 y$ ]4 B/ m( K2 g1 k+ K
x31fcast
! P% K+ }: g/ @- L) |%一次拟合预测值! G" \+ g/ G3 y$ I4 U1 y4 T
5 n8 P4 \1 K# r* w) C
w) A5 m5 A) y3 ?" \- M
for k4=1:nfinal* S% R1 l q+ h, W& A1 t- `
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
& w" m% ]. F; ^& z# oend
8 F2 E; S" ~; G; R( k6 P%x4fcast& L7 V7 E" i3 `+ L7 j5 l
$ G1 q& i% l% E+ j; V
for k41=nfinal:-1:00 G `. ?& f% }6 s! K, r# u
if k41>1) M ?6 K6 s' K
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);; y' r$ w& ~3 Q* P
else' A3 l3 b# V4 p5 s4 g5 u' V7 |
if k41>0
$ K7 P1 w$ X# S! J6 I' X2 C, Q x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
9 ?' O# x3 q, W% r& o else6 b0 q) Q H9 z- T- G1 `8 J$ X+ r7 k
x41fcast(k41+1) = x(1);
3 i7 H, N( s" b3 } end- t9 n, ?. n9 e5 @6 ~
end) j$ ~* r5 I! c& d% V
" i* U/ ^8 U+ s- X9 R& ` m% }
end
@/ l1 k6 C6 y1 j5 ^, A# u1 F# lx41fcast,x
+ L2 [* y6 M6 a3 f%二次拟合预测值5 B, h) [1 V; v/ r+ q6 o
$ c) F: Z5 l+ [* {4 [
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
7 a; B. P- g8 ]. ~, {: rk5 = 0;
' ~1 [5 K0 H+ X9 {: \% Gfor y5 = x
% u# p# W5 h7 A k5 = k5 + 1;3 M" R( S8 |2 `% x$ j% H4 R
if k5 > sizexd2 . |7 W7 n% o, I2 q2 u8 G
else8 \0 F$ @; l( x
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
+ ?- P- l H- C2 D* g Q end
N/ u7 B% s) V. Nend. \) k2 b+ h( v: z }5 m' u
%err1 Q- A9 e$ J5 Z1 l, P* |
%绝对误差" n: S0 _. G! H) e$ [ K* ~
0 a0 s; l7 i( D: h& i+ b# M9 F$ l1 ^3 n: y1 |9 m9 k! u
xavg = mean(x);% o' h: {/ R0 ~
%xavg, J* _1 Q' Z- p
%x平均值9 E# [" _, j" K1 F
& ]* q& Z5 L9 F+ X( m }% ]err1avg = mean(err1);
8 a# y8 K; X8 f% P; `' P%err1avg
4 F7 Z3 e' L/ B# u6 l9 i! `6 P%err1平均值+ n( I" R: y& {* ]
% W* e; `$ j1 Z Y l
k5 = 0;# y; y; z( p, l
s1total = 0 ;$ l& b- n) m c4 n5 _1 }
for y5 = x* @5 ]6 q0 d! _3 W5 t: w- c
k5 = k5 + 1;, ?( j' [, M3 t
if k5 > sizexd2 P3 T3 G. d. f. D& w# a- K! b, O+ K
else
2 K; M" b- L7 R" B+ l w s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; ) M4 O# P0 L$ T+ h q+ v
end
8 X: M7 j) X3 Uend
3 Y% u2 ` h# H3 @9 e. U2 }s1suqare = s1total ./ sizexd2;
9 K' g1 s* n7 @4 @s1sqrt = sqrt(s1suqare);
N: Z* M/ ?2 u' N9 J%s1suqare,s1sqrt
! _! Y! i8 w& f7 W' g U0 l%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1
% T. Q9 v7 @, y% r; s, c/ g6 \6 k4 ^; d& B" X# y3 k( P
k5 = 0;7 \9 S. e9 b2 q, K8 C: f1 v
s2total = 0 ;2 S6 y* k/ r2 h% K
for y5 = x
2 @9 D5 q4 p, X k5 = k5 + 1;' O* Q2 B$ e% h0 T! u
if k5 > sizexd2
) I9 {* S8 ^! }6 Q6 Q$ G# @ j2 E else
: c" E9 g) T4 s. r4 a9 r s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
) g d* I6 l: [/ O& b2 M* _8 u end, U% L2 o! e; i' U$ i- |8 R
end5 _6 b, J5 i, h5 K
s2suqare = s2total ./ sizexd2;, }" d6 F) h2 Y2 P( g
%s2suqare 残差数列err1的方差S2
9 H! [0 ~ O6 ~% T: q" u# D, ^* y3 b
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
( k5 }' g5 j' W; b' ICval% M2 \2 B' p. \1 ^& D3 ]. n* ^# N& V; F& l7 U
%nnn = 0.6745 * s1sqrt
) Z3 ~9 l- N: c& l" L5 c7 d$ x7 ]%Cval C检验值. g1 u0 ]6 [9 q+ I
& Z0 T$ R6 H2 K& i* p
k5 = 0;
$ i$ f7 m6 l0 c( Z$ i! d5 R4 ~6 Ppnum = 0 ; T% q5 T* L( D0 O
for y5 = x
, k; t8 g$ @% a k5 = k5 + 1;
Y, M. b9 \. R* t' @: R if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
& s1 U& R; j$ a) Z8 m0 ~ pnum = pnum + 1;
% \' ~2 G9 ?& `6 j5 ^ %ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
0 ~1 ?6 Q0 h9 A; Y+ n3 K else
8 r& c- ?3 s! ` end
+ k+ x$ h! H) g0 y$ T$ Tend' m+ ^- Y, i8 B) Y& I
pval = pnum ./ sizexd2;" U5 I; g: @! t4 j. D6 {
pval. n, x/ I7 O" B8 Y$ q
%p检验值
$ Q% L; q+ p3 a& H8 \- w9 i" q
+ B9 P1 H" O$ T$ z2 v%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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