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: l; v8 j" u. V2 t$ F& m标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 * n3 C, |) [- H& ~
1 b; t% b2 o) s) n%by allen @ 红嘴海鸥
+ k ?& K' o( |8 A \%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
/ J; x* N. C2 h L) Q2 s. i+ b
# q: `/ r9 u% c( T) ]% q" q# h%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$ z3 i$ B: B5 z1 [" c
2 I$ o+ W+ s, J1 _! ^+ H%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 H* G- O$ J6 n$ V" H
! k8 p# y3 [6 C/ G5 e4 T
%二次拟合预测GM(1,1)模型
2 ]. _! D: V* v1 kfunction gmcal=gm1(x)
1 i$ J; Y' f! P: M& }sizexd2 = size(x,2);
2 p& o t) i/ \! s/ Q%求数组长度
" Z: H4 q" l' K8 G8 N0 f
$ _+ L7 z+ B. vk=0;
3 A4 ~9 {) R' w6 o6 \, I5 xfor y1=x
: o" e! {% o) H! i1 u+ P$ a$ f k=k+1;' w- \4 ~5 c4 V9 p: U9 F; T) |
if k>1
; s/ i: F1 O4 z x1(k)=x1(k-1)+x(k);- Z5 S2 h3 q1 [7 ~9 O
%累加生成
6 |1 ^$ D2 u/ k- D& b7 n3 ~4 y, n! G( f z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
: x+ M: O4 T/ h0 D) k %z1维数减1,用于计算B0 z2 H) J) X3 g
yn1(k-1)=x(k);
5 d$ v4 {5 D9 J" o# L, D+ y else. N/ L6 K4 n1 v
x1(k)=x(k);& g2 \4 e3 M/ t' J& X1 [+ ^& ?
end, ~" S9 B, R; u }
end
, l7 n D5 O A%x1,z1,k,yn1
) Y6 C: [3 x9 f3 i" Q l
1 P" d8 E( S0 F q: \' Csizez1=size(z1,2);3 w% v1 Z' n" }& b, r/ b1 `8 \
%size(yn1);
; c# l3 B: r$ V2 Iz2 = z1';+ u0 Y* A+ j% U* D8 }0 F
z3 = ones(1,sizez1)';! _6 r7 o' h+ b1 X) k6 Y w
1 l5 r( m) L! {, g' g) I
YN = yn1'; %转置
6 t4 N2 B A* p, m- a%YN
% T1 P3 ?; o5 @. h
, i+ ?$ B; i5 M8 ^. PB=[z2 z3];7 r% x3 n6 I8 ~$ s2 O: A
au0=inv(B'*B)*B'*YN;& @4 }3 M- L: ^- _5 _3 V3 `/ d
au = au0';8 d& ~" u2 t; c# Y z- G3 J1 T+ q
%B,au0,au
! M8 I4 Q& h; t, W, X# T6 f1 F# g) C. n* a. ?2 R4 {
afor = au(1);
; D; b9 J5 v: |% r8 Z( p- X- Mufor = au(2);
7 Z& T; ^6 Z- @" o; zua = au(2)./au(1);' ^# |' h# t( z$ p4 Q- A
%afor,ufor,ua - ~. E7 a3 X1 L; U# ^* [
%输出预测的 a u 和 u/a的值
+ k. t! t- s3 a9 Y. }
1 ^- f6 C2 Y) I7 _/ [/ L9 [constant1 = x(1)-ua;
+ D5 E1 H9 d/ ?* Bafor1 = -afor;
3 r4 O3 G9 D4 \2 ]x1t1 = 'x1(t+1)';
# P: A1 m$ R3 Kestr = 'exp';2 N/ e+ o. j" b+ c3 q( |
tstr = 't';! ?2 i; Y0 F. Z3 F; J
leftbra = '(';7 @9 \4 K1 K2 H) h' Z5 P2 U
rightbra = ')';! ~ B8 |- h5 l# U
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
6 ~( Y( K' N ~" b) T* T
. l8 p2 H4 G0 z" Z9 A! vstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
, {. }) x0 o+ P n& G! \( Y%输出时间响应方程; Z( A/ B D& ~
% y: ^* h) `* I3 d%******************************************************& D6 c( c% s4 D9 ~
%二次拟合0 F2 I# x6 |. @: R+ _
. g# |/ f+ }7 B* R% gk2 = 0;- E$ }! C d8 ~: a$ D9 e" a7 ^. f
for y2 = x1
7 Z! h# w5 e3 M& g! q9 K1 @1 J k2 = k2 + 1;
. L2 c, k |2 _8 V if k2 > k 1 ^/ i/ d# [+ l( _1 R& d
else
/ z0 z# x9 R { ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
1 a( \# Q+ G% I/ A. R" K7 R end2 v' N4 H5 ~8 g
end
! F+ A9 p# Z2 `! `7 d# Q%ze1
8 |0 {: V$ ^4 B6 J- |& _- n b9 u& T2 N; @, [( C
sizeze1 = size(ze1,2); r2 ^5 A ], }/ f5 ?0 q/ Y
z4 = ones(1,sizeze1)';# l& E! f$ Y# ]
G=[ze1' z4];1 c; n7 t$ a( Z% S( d. j6 w* h
X1 = x1';
) g1 `, X6 `; P/ O# R$ uau20=inv(G'*G)*G'*X1;& r# U( t# P3 F
au2 = au20';- s) x* `5 \7 c( L
%z4,X1,G,au20
7 V9 R1 {! `- Y( L+ X, Z9 D9 a* {3 W4 B
Aval = au2(1);0 q2 ]- o7 |# }; z
Bval = au2(2);5 a7 G/ k7 |) e a/ G
%Aval,Bval/ ~4 K6 Q/ s' g q6 O( g
%输出预测的 A,B的值+ ^& }8 U( \) r
' Q* Y* M( b; u( ^/ n( ]
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
% r( }! C9 T* s+ W! ^* a( u%输出时间响应方程
" L! z3 H" O; o7 s' d. R
* ?7 Y- u j5 O! g1 V2 Rnfinal = sizexd2-1 + 1;& V* n2 q) W `' V! {9 a
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
9 O! X+ v/ R" ?; U& c8 a9 l; ~* P2 s+ _% n+ @3 D2 l
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;) |( V; P- H* C+ \" l: v8 Q
%预测的步骤数 1. p, o0 h Z% M% c) @
0 Z' {3 J6 U) E4 mfor k3=1:nfinal; ^; \; R4 M/ L/ X6 x x
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
2 s4 t3 t. G5 Q u; \0 Gend
2 H# u2 c9 p0 I+ s3 M%x3fcast
- q: v* [% r+ N# A+ Y%一次拟合累加值
$ H; b7 `. M6 u \1 Y# T- g7 P+ d; E& ~6 I1 u' g* \9 m$ n7 {
for k31=nfinal:-1:0
3 P6 h* L7 \& }( a( ~" A if k31>1
d: ?: Z/ m9 v5 ]6 b1 | x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);% {% L5 O% h) Q) a# G
else
( }( o k4 @2 x7 ~" R' d6 m9 e. V if k31>0/ a& A, J( [2 v2 ~2 Y
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1); }' M( `+ U x
else0 k/ ~2 f: u( F- Z4 z+ L
x31fcast(k31+1) = x(1);
" C4 n6 v# K8 { C6 d end
& m* {2 `) t; o. A6 J& l end
6 n& \* l% G; B& |# q4 U- N
/ Y- E" W1 T- Z; G, uend+ X' Z5 u6 b, g
x31fcast
0 o/ Q4 D' r0 a. V%一次拟合预测值
8 s. S* L' S5 n- k6 C
) q: v/ ^ c; w$ T1 ^6 m6 S0 ?' H2 O/ F
for k4=1:nfinal
5 c! P( O0 t0 g) C) y* s; H x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
p" h3 n/ j$ G# g/ D0 A: {: b6 xend
. j$ M5 j; C$ D0 V6 m6 q%x4fcast
: Y* k5 Z: P1 z% P3 z- v
% ?+ t6 c9 E" D7 z& c$ ~6 h! ~" Nfor k41=nfinal:-1:0
O# Q& M1 C& O/ E4 P% ] if k41>1
# l6 Z. o/ B# p1 {) @2 T4 q x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
7 }# j- T# D% {5 Q else
: g; H& j, h! y6 u) b. \' L0 l1 I2 z if k41>0# _% _8 G+ r+ F$ {1 @
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);5 w, M) U+ C6 J( S2 Y8 F
else
t- b" p( m1 l$ A% C x41fcast(k41+1) = x(1);3 |3 t& J! s# m
end
' I" X G& r6 b+ P end b2 y; b: c3 g3 y2 W2 L# A
* B% ^* ?5 H/ n* }0 Q/ \
end9 \. b7 ~* n+ Z |, K3 W- Z
x41fcast,x
S) d0 I/ N( m* I! b: Q* g" |%二次拟合预测值+ w, z, k" y% C3 ~9 a7 ~% L
4 q, t$ ~; }) M+ t%***精度检验p C************//////////////////////////////////
( b( P, l+ v- W+ p) |k5 = 0;
* O- g; y X2 E1 F& X' wfor y5 = x
5 [' K% G S2 ` k5 = k5 + 1;
2 v. y9 F% m% a( P6 _ if k5 > sizexd2
# F3 @9 r' k2 J" ?( K( u' v: X else+ s2 f' |+ A6 S- c( y* ~1 @5 L
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
+ j5 E! m) ~0 C8 d' q D end N7 D6 t: @1 Y; L/ a4 _8 I* l* @3 k
end3 A* Q% p! s5 Z# c9 u' \
%err1
$ ]. }- L9 |4 {; U, F. p%绝对误差
N5 M2 Y3 y& h+ \ U% \ H }: A$ C! g! w7 n: C' q
- m0 {9 K. n( e0 K2 |xavg = mean(x);: h7 K# F/ S: m( u& W
%xavg/ ]; d0 w# V8 b) D: ]
%x平均值0 o: o! Z6 r7 c+ x: K9 o: _- G9 `* D
7 j0 [* D0 F; ^/ gerr1avg = mean(err1);
0 e; E9 N$ h' i( z! A- f- U. j%err1avg& `' O3 Y, A e. @6 f$ `% m3 K
%err1平均值
2 c- ]8 |" q, B/ S+ o3 t/ E5 }& y
8 q. L2 z8 b) Q4 M, Dk5 = 0;
! Y# b: {7 H" n4 `& Z6 Ls1total = 0 ;
8 l5 f# G+ x8 z; U$ ffor y5 = x5 @3 ?) u9 s8 b. o
k5 = k5 + 1;3 r' u, G( C, ?
if k5 > sizexd2 0 f& B( S, x, S; u
else6 u' F/ n6 x) v2 `
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
8 K* B/ b2 u$ c1 s( Z: Q end0 ~ N b; Q% g. d/ @! O- v( a( e
end; l/ S" `% m+ \ q! ~- @
s1suqare = s1total ./ sizexd2;$ O, d% f' G9 r2 E3 {
s1sqrt = sqrt(s1suqare);: _" C1 G( S7 h: x
%s1suqare,s1sqrt
$ F4 e: z" R6 ^% j%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1
: _; [$ w: E! {" s. H" D+ B5 w5 O3 B4 h7 ?
k5 = 0;
9 \; j1 o, b( |; x; Ns2total = 0 ;! ?" B5 V8 [" F8 E1 @: m
for y5 = x: Z+ {5 M5 I- p' N$ A
k5 = k5 + 1;
- O+ `8 t( Z2 F# m if k5 > sizexd2
8 |0 c, a; N0 t! L else5 ?! s/ x* @7 E8 p" ~" [9 q% ^1 n
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
. s0 s3 _) k7 d' j; F8 @, ~ end4 D# E! S* K5 K
end
! J3 C' T7 A% m7 s& p5 m; Cs2suqare = s2total ./ sizexd2;0 q- h3 i' S' X9 O
%s2suqare 残差数列err1的方差S2. ^* A6 j1 F: E6 S9 i
: [7 J" m" ~8 oCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
- `- y* O) W7 vCval* s8 }! o, G9 H! g# n2 q
%nnn = 0.6745 * s1sqrt- i5 b; q& X1 b, T- {# F) p6 C! e1 K
%Cval C检验值
% s3 z# X) i4 I) e. F! o3 Y% ^( J6 t: D5 {$ A8 e8 I) v
k5 = 0;
% ^6 v- b. o. x% k! {pnum = 0 ;
" d3 j2 D3 ]- ~* Ifor y5 = x
) `7 b, \3 g8 h) d+ a+ s6 y! `6 R k5 = k5 + 1;
, X, q8 M. C7 P0 J if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt! Y' E/ N( ]+ n7 R# J
pnum = pnum + 1;
3 ?5 t- W# D+ t* H3 z) ] %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) : ?+ k1 u* j w2 t; B: }, h+ r/ @
else
& X/ E( a5 |# T end. E6 }) {. @! g1 _1 ?4 M; a
end
% C/ _7 g* q8 [+ ^- U) x5 upval = pnum ./ sizexd2;. u5 m/ L9 W. x% _7 H) h
pval
& P6 X+ l! f. v6 a m# L# Q%p检验值5 Z7 P) k4 [7 o/ q1 F9 i0 ?7 w
4 a$ @, o5 Q) e! z4 V2 k9 G" z%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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