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9 A& H8 E1 _" _" o2 g
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 2 e: ^' x9 O/ c3 Y. Y, O9 O% g. Z
0 p- C8 l# q( z2 y3 Y9 s
%by allen @ 红嘴海鸥
! B& f9 I* x. Q/ w3 p( }%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% O5 r. o& v9 d5 j& H, x
: _( {, h* k+ ]) E/ J) W4 G! |# q%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
' z. `9 M, D; s/ n6 N$ m \4 U% C! t$ I2 N
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 5 o; p' @% B) R; H7 E4 O
! G" Q4 {; d& ^) t' k% r& O) j4 `
%二次拟合预测GM(1,1)模型
/ o0 p# l: w S, _! Sfunction gmcal=gm1(x)4 y6 K/ @ u3 m" ]- ]& Y2 Q4 M. ~
sizexd2 = size(x,2);3 r3 s2 R @9 D4 u/ A0 R0 ^
%求数组长度" Q2 u. r$ @# p5 _
: p0 T$ Z1 X& C5 g, _4 L1 ]k=0;
+ R4 e& ]! j. ?; \1 P6 [for y1=x
, O8 B9 }9 c, s8 Q9 ^: J" Y, c k=k+1;5 h j0 ?6 T' \8 A
if k>1$ e% `0 m# [; W/ o
x1(k)=x1(k-1)+x(k);$ C" `7 R: {" \4 j9 |2 R, |( j5 ^
%累加生成
( w0 z+ L/ n! c! b. _3 F4 g z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
$ G9 W. Q9 H* Z+ E. ^$ I %z1维数减1,用于计算B
! j" e8 N2 B$ [/ F. n4 H yn1(k-1)=x(k);7 V( @! W+ M' N
else
8 [/ e8 i/ Z5 S+ j H' {9 k x1(k)=x(k);# {( {: K# x J( g8 m& A- K
end
( o4 B; U5 D/ F# Wend
& M/ L( ~" G0 v; T/ d0 m%x1,z1,k,yn1* s* z9 d0 j( \7 c/ Y
0 u1 P" J, r h2 h* t* N' dsizez1=size(z1,2);' s! w( N' Z- w
%size(yn1);$ f) H, E# {1 b' f
z2 = z1';
, ~9 e" `5 t7 p6 H1 Y& V% D% Z4 ~" O: Vz3 = ones(1,sizez1)';/ Q& h# T! H% _0 }% F k, r
0 ]3 z$ Y% Q9 S, j& J
YN = yn1'; %转置* d% w. \( g$ o& ^3 o# _% y
%YN/ Z' j n6 o) I/ I# m. j- z
: h7 v2 I; c3 X6 y/ W hB=[z2 z3];9 s; S* d/ S1 G% l5 S5 o+ ^, [
au0=inv(B'*B)*B'*YN;8 U! ?, j$ w s% t8 a/ T
au = au0';# ]. ?2 ]/ k' Y7 [. h/ X, \' h
%B,au0,au
# ~& z& z' w# H/ o
, j: m$ V6 J7 o& ^afor = au(1);
" u* I/ u- s1 }ufor = au(2);
]; V, w7 q( b& B: Nua = au(2)./au(1);. k$ e: I$ F0 @4 b+ A' }
%afor,ufor,ua " m$ v8 }% G% W) C/ S& u
%输出预测的 a u 和 u/a的值
; K& @$ f+ I" [* G% z6 d
" C7 @2 ?0 r& lconstant1 = x(1)-ua;
) b3 s* E4 Y* o. i) E* xafor1 = -afor;6 d6 G3 [. P* w
x1t1 = 'x1(t+1)';
2 H& w( s0 y( B! X, | h7 {estr = 'exp';
- ~# t' p( E/ H. G/ i' utstr = 't';" ?+ ^' Q6 D2 Y) z
leftbra = '(';1 }7 D; u5 I$ { c, F1 h
rightbra = ')';
: C% J: o4 d7 H%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
( v$ e2 d) { y2 v9 {8 m+ s8 W6 N* b8 h: E4 l; [3 j' n, _
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)& d6 [$ j, {1 E. ~
%输出时间响应方程6 W* L% q2 L! K' T
. g+ Z- ?* c+ n8 e; c7 Y4 B) `; S%******************************************************1 p5 B" Y9 ]/ R0 ^
%二次拟合8 k5 C* L; `6 o* Y5 |* s; ]
P" r# ^+ u3 b0 s, t& K; T/ Jk2 = 0;* t( r1 y: p, |
for y2 = x1
/ m9 W. ^. A& s) j, _$ Y k2 = k2 + 1;
8 @. M* X+ {/ j* @1 w if k2 > k
$ {7 X8 I; w$ G4 H) m else
' q# x! i& Y0 z; r& P7 M, f ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); $ d v7 g* i D
end
4 I% k9 k: G; l; D% a) bend
! D L5 ]1 \# p* ^, V3 J+ t%ze17 r5 W! A/ e) \8 X0 E/ x1 N, t
& q a) G. W6 ]' M4 u/ \sizeze1 = size(ze1,2);
- T% l) y" w. H3 t2 Wz4 = ones(1,sizeze1)';
2 _9 W! w0 W, Q( f+ sG=[ze1' z4];
( U5 v" h4 ~' [X1 = x1';5 E* H0 W: O3 [$ l% [8 D
au20=inv(G'*G)*G'*X1;6 W3 B, \9 K1 i
au2 = au20';
: `- B) |5 l# I; D1 L7 l5 P2 ~%z4,X1,G,au20; S1 {, {8 F* S: n& V% u3 k. B
- G/ Q1 P' f8 g+ G. {2 JAval = au2(1);
7 [; e) }4 W7 L) u; ]' y$ v3 DBval = au2(2);$ p, e3 i( Y7 i( W K! \9 l- k
%Aval,Bval5 g+ Z0 f: S, k" k8 w
%输出预测的 A,B的值! G4 E( D9 V$ U$ X% w( _) Y" h1 n
* r; L/ L8 \- W3 cstrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)! M8 u9 s' W+ _! v2 b+ J
%输出时间响应方程4 y. w# H/ u0 U: O" {
1 V8 d) r$ x+ R. {nfinal = sizexd2-1 + 1;
9 y" V7 C& d3 b%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
3 s/ i& e$ [6 @+ ]; B# ]! o) F8 s/ V6 }
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;& R$ z, A; V9 I0 e8 \
%预测的步骤数 13 ]+ {2 S, m: ]2 v1 h
9 W% O2 r0 T* m* Ufor k3=1:nfinal( x% B8 W& N+ u: d; r P
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;- t' d& o8 f4 k4 o6 S1 \" {/ p
end
9 ~8 d' d: c" u: L, H" \' L%x3fcast9 t8 t4 A" u( X6 k4 O5 L- W. W1 y
%一次拟合累加值
2 c5 \( c) d" t# O6 s' m, t H% j; Y6 F* g9 i4 A) b6 `
for k31=nfinal:-1:0+ Z- P. E- b0 U4 a" {
if k31>1+ f/ |- n3 }" M v
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
" T+ t5 T% o/ U! V else3 @% k, b$ }; ?' R3 n6 s4 p( a- B
if k31>0/ [+ s/ w9 ~. D! \$ V$ H. D
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);& h, \+ v" q- X8 P; m0 x& ~
else
, ]0 R5 K: v9 v8 q( t x31fcast(k31+1) = x(1);7 H% G- Y# `5 | O( P
end
- s4 D1 M$ y6 N- S, Y end
0 X. [% a5 |4 j9 j$ \: \ ' D; R& B2 D1 i% I- j- ~% h0 ?( m
end; Z1 p3 P8 \% D" q+ M
x31fcast
4 V% _2 b9 V1 |$ N%一次拟合预测值
( W6 r$ G+ n7 B/ g" @( T$ J- H: A+ r/ B k
8 [0 a$ f0 {1 S) \: ~
for k4=1:nfinal( Z- N3 f7 M( K+ B9 _$ ]( e
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
3 \7 q3 d* O2 b+ w% Kend( l$ }' `+ h9 ?. u& ?4 O7 X
%x4fcast
" x; [3 V" W- K) p* ]6 M. v5 j, t: P( ^7 A( d% I! e
for k41=nfinal:-1:0
& ^+ K4 P1 y }2 _ if k41>1, f: {) M+ V! h' z$ A) u
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
J1 D! X! u' A else0 k% t1 T8 i4 m- G0 ]
if k41>0
7 H6 ~; ?4 v1 J( I/ T0 p; T x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);: B+ Y( |+ N0 Z! t
else e5 ~6 m# f( P7 z; \0 @8 l
x41fcast(k41+1) = x(1);9 R" N. x9 A r( V8 T o; u6 F4 ?7 u
end( l2 r1 e" m" G( ~( Z0 k8 L( L: v
end9 r [; k! H" N; d+ {! H+ v+ s0 z
7 \& _% p5 b Y% n7 X: l% i5 R% yend
; R0 B6 l# `1 D$ R hx41fcast,x7 T' U! h8 _4 \% |2 P1 A4 i, T
%二次拟合预测值
" d7 x9 D, I z5 J3 h9 J( p
; W& {* Z5 o1 e$ U( f%***精度检验p C************//////////////////////////////////
* p& c0 N( B7 V6 V' Sk5 = 0;
' n! }3 q$ P: j7 Nfor y5 = x2 `& t6 o% ^9 Z' g# c5 v
k5 = k5 + 1;4 B( L0 F% n1 J# D/ J3 s8 |
if k5 > sizexd2 3 T4 ]5 Q% w! ]- y8 K
else5 U7 P, [4 b/ x/ f4 N6 U
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); 2 A8 g' S( m* s# y# C9 @
end/ v8 k( u q( k; l9 g
end
, `/ }2 }! v$ [2 h%err1
* o9 w6 E$ o# z& R% L% ]%绝对误差6 Y; g0 H7 j" K% Y1 b5 m3 D% s
( F" S! h W. F: L& A5 M( h
v' s( ]- K+ u# f6 {$ B" h1 v1 i
xavg = mean(x);
% ?6 X. j7 l0 V%xavg# h) i4 a7 k$ r) P+ x
%x平均值7 j1 d) u; R/ e. r* i. O
% ^* e) W& |* z/ serr1avg = mean(err1);
3 N$ v4 ~% }1 |( `3 A, l' o%err1avg6 N" c8 X" ^. v4 C W
%err1平均值
5 ^4 V* o2 G3 V5 [
$ S5 d' C3 e6 }* d3 @* vk5 = 0;: _2 y) L! S" r( z9 \3 {
s1total = 0 ;) s1 a# j- H/ ?; Z* z, L: f
for y5 = x
7 \, {6 h) {# b6 {5 Z/ D7 d k5 = k5 + 1;
) m6 k* e1 S# B" `' | if k5 > sizexd2 $ n$ i; b- k8 A1 Z# s* A7 r
else% M E0 ~& E# U1 ^* t1 y. T
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
/ E; o$ V7 `+ a9 ]) C4 d& o end
) k6 V3 b5 t1 a8 p7 jend( r2 [$ }) H3 ~' j
s1suqare = s1total ./ sizexd2;& H5 P' K9 c7 J/ p: p
s1sqrt = sqrt(s1suqare);
) s) g+ a0 U9 d o j& @7 G2 t5 l: \% y%s1suqare,s1sqrt7 M1 O$ ^6 }/ q" F' W' x+ o
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S16 t, R( U0 T0 e' z
4 s! V# U# Z9 Y9 D: O3 ~6 t& }9 d
k5 = 0;
1 ^# K2 J! n) h& ]s2total = 0 ;
, N# R% g( w& o, @for y5 = x* E- Y3 i2 J `( S5 y
k5 = k5 + 1;# P. e B& Z8 c) E- {- H' e
if k5 > sizexd2
6 b; X4 Q: k5 R else
* [% Z) [! z4 Y) B$ w" g+ s" ^ s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; / u E9 d3 \* b) E
end/ r( T# h5 U+ G U4 E Y8 h9 x- Q
end
" Q, Y& n. {8 q2 M* ^9 Fs2suqare = s2total ./ sizexd2;
& e: P8 i1 `1 w5 O, H* x! d%s2suqare 残差数列err1的方差S2
+ u. y0 X1 L% ~4 x# @2 Z$ U' T' v. a7 @
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
. _7 c; F/ J+ ?$ k) @5 S' sCval
" z; ?" C1 M& z2 E/ m( D/ i4 @%nnn = 0.6745 * s1sqrt3 @# u9 v9 \ ]4 S
%Cval C检验值. L7 o) h9 j) A) r9 F4 T8 l
, Q2 N2 v4 T. l3 e; \& t
k5 = 0;- K6 E2 h7 D4 g+ e
pnum = 0 ;
0 [8 R2 t' s6 M8 Efor y5 = x
2 l! |# f0 |8 Q3 d$ ~/ D k5 = k5 + 1;! X/ o8 x3 x5 z5 k( y
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt- F# b) l0 K/ u% s* O) r
pnum = pnum + 1;
- b |0 \1 N, D% R9 D. |$ v %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) 9 f6 h+ X- E% @# i
else
! W5 a1 A! B$ Z2 Y' I end
5 L1 ~- h4 g9 E' Wend3 h5 b) u" z; @5 r. G' U
pval = pnum ./ sizexd2;# w/ g7 Z2 @' o) x
pval
: @' u* @ v2 U; g%p检验值
. P, M2 k3 r' T" F8 l% q: ~, G/ O( K! L
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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