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* z+ {# n/ F- [8 v- x
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 2 o( ^/ B7 [* p) z# V% D
5 H! l& \7 K' C d% U4 ^; x%by allen @ 红嘴海鸥
! _2 }( q {! t! F& w; C V5 W3 k2 ?, f%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4 v1 M" A, X- ]; g
& N% e: T; i/ j8 O%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
7 S) K9 E4 Z# I: X$ ~* P: N( ~' u. a. [3 X, S i# X: l
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
4 b r" z, W, g% D k- }5 T* l0 [
0 u" p9 ~# m- H C7 V- P, n%二次拟合预测GM(1,1)模型
5 |* V* N& D5 c# q2 r% `4 dfunction gmcal=gm1(x)7 ~. @- X( w7 H4 q
sizexd2 = size(x,2);
}9 G8 y' A, J8 Z%求数组长度
) G* P$ | W a" \' s1 X3 P8 ~" W4 q& c
k=0;
0 `% I5 x3 r$ c' Vfor y1=x
+ k3 ~2 z3 U7 N) Y% H; u k=k+1;
T R. ^+ @* I6 V# Y if k>1
3 d2 w7 Q. P6 s- ~ x1(k)=x1(k-1)+x(k);% _% A* u# H2 z# c& w
%累加生成
7 v( \# |) a% t4 @/ y, P z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); - z8 O _3 T& B4 G) |% D G& t5 [
%z1维数减1,用于计算B
4 h, m/ l0 q$ S1 } yn1(k-1)=x(k);
- U* `# t8 N K- P0 r else
; p9 e) h/ T2 ]/ u! S x1(k)=x(k);- |, f1 H0 }# o8 `/ l1 U
end7 h1 j- r: P. j
end
! J1 l/ n# B. Y) O% v2 K9 I%x1,z1,k,yn1! y/ l1 i: M* u/ ~% n& m
! d% Q4 T+ c& R
sizez1=size(z1,2);
$ [# Z3 q' H0 c/ m5 g%size(yn1);, J) B3 E! A" R. _# C
z2 = z1';
1 W$ ]# X! ^9 u* |! ~& W$ J+ bz3 = ones(1,sizez1)';4 T3 z5 D- k* r0 P
* }6 t9 s- \1 nYN = yn1'; %转置6 f; K% y* K- y* _2 P
%YN
& s3 T* `5 \+ v H1 z: F# ^! i: E. a7 \ A( G" \
B=[z2 z3];3 y* c* {) ]( P1 \
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
& J* v& }" e3 w: {- ?9 y- kau = au0';8 Q9 d$ }+ n4 e I2 U& g
%B,au0,au
" N" C/ l9 B; Y! ^. h0 S7 `1 C( m4 P' i; h* ^# e
afor = au(1);
1 f' k8 Q$ h* j) g' n2 r" M& o, H, cufor = au(2);! Y3 C2 p# s2 W
ua = au(2)./au(1);
- k$ w0 E, U- {2 F" D6 V%afor,ufor,ua
/ v4 e7 k+ d/ C* q; b% j* [: g/ a5 h%输出预测的 a u 和 u/a的值
4 A/ d7 q( g7 [( F; n8 o/ P& y: }& C/ T
constant1 = x(1)-ua;9 P: Z+ t& f$ e* y
afor1 = -afor;
, N+ c3 U: o3 k5 D- Rx1t1 = 'x1(t+1)';
p) M5 j# d& jestr = 'exp';
1 a+ D f: f" G; M3 D$ A. v3 |tstr = 't';
6 r1 {: h8 W0 B7 Z$ T, U' gleftbra = '(';* q/ x L2 Y3 V0 n8 x
rightbra = ')';1 T) O R9 n) \( n! b
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra, i3 A6 w/ L8 ]
/ ?* V+ q7 m" k! _9 d3 J& _strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)1 r5 [1 B' B/ E" @0 n$ X# v
%输出时间响应方程% r# y$ `1 U3 N- {
4 f* ? o; c3 [+ I! E/ v%******************************************************0 E0 ^# w k0 ~* a; G& I3 w* P; P
%二次拟合
" J N. K3 ~# ]) n! q5 R8 B/ L
n% t: ]4 Y' u- u/ {7 {0 T* xk2 = 0;. B5 ?7 ~' j0 O2 J" t( q0 g
for y2 = x1
) I M& o, Y& b0 m k2 = k2 + 1;; S6 p0 d) F7 K6 F" D2 N! t/ M
if k2 > k
9 F' ~6 j8 s0 p else; P) B* |+ h3 `* P
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
0 M( m- K: ~+ \( y$ L end
9 ]' A0 s+ C: B- h3 z2 q' Hend a1 a" }5 F& o) t0 e
%ze1
+ P8 l- ^2 X2 D( e6 C5 a. L- P- V5 R" m
sizeze1 = size(ze1,2);
$ \3 T) R. l8 kz4 = ones(1,sizeze1)';
1 w* @; ]" ?9 F2 }G=[ze1' z4];+ V+ t" [8 t: M0 ?* d7 u
X1 = x1';
, y& h# G2 J4 k$ [9 p& kau20=inv(G'*G)*G'*X1;5 ^5 X* X, g/ t; a7 V7 N
au2 = au20';7 e- Q. r3 P! i6 G( |
%z4,X1,G,au20
$ W! O3 S7 X+ J1 c
% R d4 v& S0 y6 @/ OAval = au2(1);& B& g* y4 Z# ^& J" a& Z) c
Bval = au2(2);( \: b6 T" g6 l
%Aval,Bval. ~% n* g4 P% j" Z$ c
%输出预测的 A,B的值. x2 ?' R t- M4 |6 W$ D! B
; C9 |3 w# F& N- L8 istrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)9 |# P3 y0 z4 e$ _: ? r
%输出时间响应方程8 j( x& c. M' c3 `
" z+ I0 L* l+ M4 y9 pnfinal = sizexd2-1 + 1;& s' x" t& p Y/ v$ R2 V5 O
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
4 k5 O3 w. U6 s# C. _7 M w* Q( ^5 H
) d5 L, A3 N1 y2 S# J2 p%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;+ X3 d% h: z" N5 N. P
%预测的步骤数 1
+ f. t5 t& S D! P
0 @1 z$ k6 h8 P7 c% Z) q( G. q. Zfor k3=1:nfinal5 p; u; h' M' k+ Z8 A0 U0 U
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
; G" k _, Y- {7 vend
1 G8 U$ B$ _ J%x3fcast" d) p, ?3 h* r8 f( Y) S
%一次拟合累加值
: @8 h# p, y( n: i: f
/ y4 C! t- Z( hfor k31=nfinal:-1:0
3 @' v& l+ a6 q! X, D+ l R) e if k31>1
) [" n5 J( c0 a2 @8 Z- B5 | x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);8 G/ E2 `* K$ g. E% j. m
else
1 k2 `1 M( F& f: K0 I! F if k31>0
7 `8 g6 g4 ?; {2 k+ E. K x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);3 J" H5 B- @# F) k1 j; u
else
; h7 c( T; v9 F0 A& F6 n1 g x31fcast(k31+1) = x(1);5 Z3 \- W3 C% V* i) C Z# p
end
/ j, l& R+ E8 `3 p8 t- T. E4 a end% q+ e: S( J# u8 V' Q
7 p- p: j7 K/ Z9 z1 E+ oend
- Q v* ~8 m0 @x31fcast
4 S9 x) T$ \$ E3 N2 [& J. Y$ {* A) ~%一次拟合预测值
4 ~2 B& i2 f, p$ T/ J6 L: D$ k& _/ s
% Z8 b- u- B9 Q+ a; i1 M( qfor k4=1:nfinal$ P- |& Y4 g) X) }+ ]! c! s
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
2 t- U! T: y/ ]5 S! P0 B; f/ [end
8 p$ M( K6 J/ b, q( x1 s%x4fcast
`/ L$ E& o6 V# [3 C5 _* L3 Y: Z" z/ U3 J' e
for k41=nfinal:-1:01 w8 p: H, V! W1 r1 S3 p( m
if k41>1# @, F3 d) B- B( A
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);% m5 F) \ ^4 t i7 P% g1 N J
else3 e6 [' Q$ J+ i$ Y6 }, H/ P& v" J
if k41>0
! Z7 P i! t4 n* A x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
; T" t' u$ z l) m( N else
' ~$ F7 t* L6 ?% Z8 k7 _% L. q x41fcast(k41+1) = x(1);, O3 b4 K3 |/ @$ J* X0 K$ A
end
$ Z& Y6 \) d( n end. z, b. i E4 e, s; L+ ^0 M1 h4 k
8 o6 G t2 Y$ N$ w) y# T; z
end
+ W; s4 h# S' A/ nx41fcast,x
S5 t# O. p. W1 w( F%二次拟合预测值# v8 o4 l! }% N, u H
1 I( n( f* \/ K; d [: ]
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
% l. F& T6 i4 X/ E: Y: ^! zk5 = 0;+ J# V. B) _9 U' z, u. h( `/ q
for y5 = x
/ E7 [: f( {" Y2 \. L0 v4 S A k5 = k5 + 1;
/ S+ W9 J# f* G2 P' @ if k5 > sizexd2 + A! h ~6 s' V0 g" S" y
else
( d2 J# Y- k" U5 Z- Z) y err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); ( k5 \' u3 j2 D, e7 e }
end; F9 H- y& V. V5 [. B" M) m4 m" \
end
' J7 U1 Y4 w+ G6 b- Z%err17 a3 K. H2 c9 h% f) |3 Z. i% I
%绝对误差
: |5 }) M& X/ e' M" u7 n
6 {4 m# z- s' v2 \/ e2 Q6 I4 g
7 H" i1 Z6 I6 q' U2 a' C( o% A; yxavg = mean(x);
9 c8 i4 A0 K. m1 A%xavg* A C5 [& h2 e% g& X7 c1 ?# n7 m
%x平均值
' r( G/ T, o0 W0 s, P4 S' H& m1 s; {! p4 z+ x: N, a0 {$ J
err1avg = mean(err1);
# }9 ~" u8 N1 W3 c%err1avg
9 Z' M' a- _2 e# P( C; O+ C* F%err1平均值3 ~/ l, H6 g: D) y# q1 S; M" @
# s- T: ^2 H1 h, T8 _k5 = 0;
1 [# }+ V( X, T1 Q3 zs1total = 0 ;( F7 S1 Q: [7 m5 ?( C- R \4 V
for y5 = x
7 x2 p, k- U4 v9 c k5 = k5 + 1;
8 o4 d% x( O; Q- _ if k5 > sizexd2 1 {/ v# x, T/ b( c! b c
else7 M* W/ h1 O0 d5 ]# I! D l
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
5 |* A, l5 x% b( g! B end: T) i& d: L3 K- f0 c/ }# W- n/ t6 s
end
+ o6 a; p! u) K& Vs1suqare = s1total ./ sizexd2;
! }, Y, D( ^( D" n3 D6 ts1sqrt = sqrt(s1suqare);/ m! ]) P) s! U4 R' M
%s1suqare,s1sqrt
4 z8 w2 x- ^# W0 k%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1
0 Z) ]' E& R- P
( H# {' S- {. p, C( \5 Pk5 = 0;
; y1 ]+ f6 _+ C8 W L- ?s2total = 0 ;: f, Q4 |. m t
for y5 = x {* J7 L, k% {; s
k5 = k5 + 1;
1 D- D( b' ~- Q; a4 c$ O if k5 > sizexd2
. Q: e# D; J4 a5 c. X else) N3 q' z, a# d4 x+ e, o5 G; J
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; ( T1 g4 \0 l/ H7 }& W$ q
end9 ]) X8 |& }: E- |' J. U8 {/ G
end. E4 ~, M! k' T0 t/ p V2 `
s2suqare = s2total ./ sizexd2;: a/ W+ b; F9 I0 o% _1 C/ _5 t
%s2suqare 残差数列err1的方差S2
b4 j' c/ `. k" ?# D# w$ A
6 G. }% n4 s ZCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
9 c' V2 g. u* a' w, RCval
* @! c. [# @2 W3 O%nnn = 0.6745 * s1sqrt
" V( `$ r, E) f# O( c8 N8 F%Cval C检验值0 v. R5 ]8 z9 L! d. K
0 h, E6 u* u* W4 H0 ~/ K$ _: Y$ E0 V
k5 = 0;
% A9 F' J5 G4 ^/ v. o: Bpnum = 0 ;
- K+ s, s4 |) u/ M$ c8 Y0 t4 Zfor y5 = x8 l& f% o, y9 ~9 U* E0 T0 \
k5 = k5 + 1;
* ~; d( I. g: A% s# f if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
6 H; M+ v/ {% d, O) K4 [ pnum = pnum + 1;( c& ^5 U6 B9 e
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) * i& z- v' v: q! q9 z
else
4 d, ?2 _0 j4 `6 l C end1 `" V9 \" X0 L+ E I
end
! h# L0 [6 \9 z+ Q% i9 o% Zpval = pnum ./ sizexd2;- j! x6 z9 R2 [$ D3 ^4 t1 i
pval
7 j. L$ k, U4 s( t/ z7 h6 q%p检验值. C0 c% b4 @+ s
: B0 A4 B0 Q! p2 A2 y) y%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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