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: i6 V3 G( Y1 R9 l! z' n
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
/ Q; L- E4 C& ~" ~0 v: `# f y" [* A2 m4 B& S- u. Q
%by allen @ 红嘴海鸥 1 t2 V5 W% \( o3 E1 M
%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
1 b1 ]1 t( Q7 `/ ]
3 ?1 Y3 {5 ?- o, `4 d%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 h' R5 s3 |' e. D6 G) O
" n- r( _- Y4 b# h7 Q! Y: p. _3 c%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
! u2 E' v8 o, \$ {# z% K l- `3 y! a' k$ \ [! X
%二次拟合预测GM(1,1)模型
& p& b, G) f7 k8 ?% w2 }function gmcal=gm1(x)
6 o$ u1 t. Z2 v4 l' zsizexd2 = size(x,2);
6 H$ U- q z5 |4 F( L$ y6 O%求数组长度! [6 _$ C x5 {. T0 V- D; R
" p+ {+ i8 _ ck=0;
2 w7 @1 }( Q+ q' R6 J9 tfor y1=x: S! E+ D2 t6 D) {! R& \
k=k+1;( c# P% o! s9 e" v& N3 m% o
if k>11 k/ i4 [8 L k! I1 X/ {
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
& ^' u2 E: S- q5 O( Q %累加生成
4 p1 u6 F' H* c! ~5 ? z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); 6 ^1 Y- ^8 i' I o! W
%z1维数减1,用于计算B& l* Z& R" Q7 u
yn1(k-1)=x(k);& W2 o' W0 v* J0 q0 O$ q
else6 O+ _! [8 F) K, _7 z3 z* Y6 c
x1(k)=x(k);
& O$ R( Z1 S/ ~" i/ Z end
! Z; _7 U/ @$ l. C* k; I* P6 uend
0 H/ N" [( T; |/ A! }%x1,z1,k,yn1
& D5 w" n1 q9 _2 q! d8 W$ {* F2 T9 ^5 g- ]8 q, [+ C2 Z; s# k2 a
sizez1=size(z1,2);
1 Z6 s$ X8 z$ }; O5 e5 h1 w' {) I%size(yn1);. T' m9 Z! w$ B% ?- s# k- f: D: w
z2 = z1';
3 X1 ?/ A3 P2 J3 pz3 = ones(1,sizez1)';2 ]$ Q% i7 X; S$ R& f% B: h
/ c4 l! B# O4 V' f0 o- O/ `! R
YN = yn1'; %转置8 W/ k9 E( a1 P# c8 f
%YN
+ O/ F5 R' ?2 k
6 O, f3 S, m& e! p- g* [B=[z2 z3];
& X) D7 m& f4 R, u7 {au0=inv(B'*B)*B'*YN;0 Y6 w3 H+ a) g2 k" R$ D& E, c
au = au0';4 R+ J9 S# t3 w3 x6 A( w6 s# j$ H, {
%B,au0,au
9 g4 A8 b: L& I# c( u9 i# k+ `5 t7 z9 D+ d8 ^$ W0 F" y& }9 A% f
afor = au(1);& [7 F$ A, A7 O$ y' v+ Q- f9 `2 p
ufor = au(2);) r C# V9 W9 ]0 F3 w
ua = au(2)./au(1);
7 X* N( y' l0 X. `9 q% o% C%afor,ufor,ua
8 S* }. E$ O5 i* v% O7 F% x' O%输出预测的 a u 和 u/a的值) B$ f4 r2 \' n: z+ G# p( I
* [; g; K9 j% T* G4 m8 tconstant1 = x(1)-ua;
: @2 s$ X2 B2 u3 \4 S8 safor1 = -afor;3 R& ]9 a$ J( I- Z! Z; x
x1t1 = 'x1(t+1)';# y7 V- U. l! Q
estr = 'exp';0 |7 g0 i; a( B9 M
tstr = 't';
9 F/ l0 \# `% T2 Nleftbra = '(';( X4 n; h' {6 j
rightbra = ')';
/ B/ g! k5 ?0 f+ ~: r) Y# s%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra2 N1 z+ l) a; b- w5 H+ l
' S4 q1 Q3 q% Q5 o
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
6 _8 [8 ^% E8 C0 U4 ?# G& U" n1 m' e%输出时间响应方程. t6 A! k( c" V3 a
s) y4 R X8 K6 b0 `
%******************************************************7 Y4 t/ N7 w9 m4 B4 V
%二次拟合
& A) Q$ v7 x1 y8 C
* I. \+ M6 o8 n( R f# [; uk2 = 0;
1 B9 S, {& X- h" I: l: ffor y2 = x1
. }1 i3 g5 H' G) N* ~# d k2 = k2 + 1;% y3 t; p( _; g& w+ |' J5 l
if k2 > k ; X7 a/ l2 D" x2 K) X: q3 n; k
else
7 G$ g& ^3 \ F! T ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
+ S; E! ^ s6 M5 z; y, K end
6 d, n4 R5 P5 e" s/ P! q) x) W; oend
5 T( d5 ?) L. G) j/ o%ze1
9 M( Z# ^5 N9 U7 |0 V% G
* D# O3 q' }& U) Zsizeze1 = size(ze1,2);
$ E5 d# Y* y5 j5 W: E# l1 p. az4 = ones(1,sizeze1)';+ w7 u' a7 N. M1 Y9 M- E0 J9 V
G=[ze1' z4];
- q, n. g$ y* K# E7 ]' K gX1 = x1';
/ f9 T" B4 l' p- l7 o o6 hau20=inv(G'*G)*G'*X1;* M6 R8 c6 B& e* e& v) o
au2 = au20';+ _/ V' ?, `+ D( l2 w( ?; v
%z4,X1,G,au20
3 [% I4 [% ]1 D+ ^3 w: ^' @( Y9 G
; i+ \% f: h& gAval = au2(1);
_ \- L6 v M# o3 p2 l* ZBval = au2(2);
. n/ E* B2 G8 R9 H%Aval,Bval
5 G' C$ ?& |3 o* \%输出预测的 A,B的值7 S4 g- N! c" T; M* z% S
- Z* Z0 a* Z% b& c+ Q2 Ystrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
* k+ H# u" p6 {8 i%输出时间响应方程 `6 R/ Q/ T4 O2 z |3 D# U* y
3 Z9 E0 g! `# Snfinal = sizexd2-1 + 1;
8 b2 z" S; O, V& y6 f%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入, J' W4 a# L) E( v: N9 b$ i0 b
/ b( u, k2 h) X%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
8 t; b/ O8 ?! a7 p' a% i6 l%预测的步骤数 1% W5 _: z+ ^, c/ h& [6 |
9 @( |3 `! G9 p; K( Ufor k3=1:nfinal, {/ }2 o8 o7 ?9 P
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
/ T1 A- i, y0 s- G$ kend4 x+ `* {# k1 X3 _0 I- S, G" y
%x3fcast9 x! J5 N; n7 }0 u) W
%一次拟合累加值
3 C0 A: [7 |$ |
5 L# L5 h% J9 Wfor k31=nfinal:-1:0. Y5 [0 m$ s5 E8 j" b3 H7 H
if k31>1* ?5 L1 f& q3 I: ?$ e
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
) Y/ a% I/ m' m9 u( u1 p8 N else! E) a N R0 b
if k31>0( J, ]. f/ b3 @6 }1 Q( e# b+ M
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);% V2 s7 G* Q" l3 V2 {, Y
else
/ o) j0 Y( O1 y) K x31fcast(k31+1) = x(1);% U' d9 z4 G) {, T7 _+ {! X
end
. D b' w. m( d3 @: U' r/ y end
. f, i8 W' p2 N9 ]0 w- r
) j8 K4 C0 e9 a# g0 E( ]end
2 o( X* I, N) J3 P% xx31fcast
8 P7 D) q) {( g%一次拟合预测值1 a( j0 T3 D. m! R1 d, |
$ `8 K: _) Y3 L) E
$ y% P3 b# p/ S" c2 |2 d. S3 Nfor k4=1:nfinal1 `. E1 B( e1 {/ R2 Y" Y
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;% U; B9 q3 ?0 J, m
end
9 f0 a3 c z T- a1 [7 A& e6 M& L$ @%x4fcast
* m* L& i$ s4 `. Z% t' T* }2 U0 o9 g% }$ u, \; V2 t8 ~! a' b
for k41=nfinal:-1:07 w) T2 Q" k B( r& ?" `
if k41>16 p: U4 u* l- D# @/ r
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);/ y: e- p6 H8 Z" `3 t, Z+ A
else
& q6 H7 Y% f( g9 G) S" N" K if k41>0+ `7 ~: l2 z! A: p/ m' a( [
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
3 x ^4 j* Y" M) c- M1 Z$ o% S; z else" {6 S& M, w, z$ e# n
x41fcast(k41+1) = x(1);2 C9 M% W1 Q5 [" Y. j$ [
end
: D8 \( J6 R) s4 o6 s1 M+ T7 K$ `6 ^ end. h1 q! h/ u$ H. h$ t" V
e/ e9 u+ ?. |4 O$ |end
" x9 l3 ?; i4 A+ c I& [( [x41fcast,x
) y: \! u0 M! Z u%二次拟合预测值. w" i5 d9 B+ c. N& _6 _
& p9 i& f' ?! B1 F; M/ V
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
9 ^8 K3 ^% ?7 z1 T! _k5 = 0;
4 q7 c! [% x n3 L: Zfor y5 = x6 V6 q/ h$ d, ~) f: e* L2 g& I
k5 = k5 + 1;$ b5 w z0 @ \3 `& i; l
if k5 > sizexd2 9 A- I, K# I7 L5 V5 X2 N; A
else
% j+ \0 A- f9 Y5 C! J err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); . T; ~1 Z: a! u$ {4 L+ \
end2 V( J! g$ @, Z' H. F1 A8 Z
end9 _4 V0 t5 O3 \9 _2 b
%err1
# D" O1 P9 t9 Z* M# o; M* F9 \) _%绝对误差
4 _2 [9 H7 A# Y! K
7 B& m) b+ E" y) B+ q- c) P( i
* g% B3 {5 U2 N% c. `xavg = mean(x);
$ C- k( f& P8 }6 u( c- J6 ~3 S%xavg7 G- r' ] w1 I: g5 h# ]) O" I
%x平均值$ A0 H* ?% L# s4 i
! j% h' E7 ^4 X' ^err1avg = mean(err1);- C3 e2 C0 H7 x6 d- t
%err1avg
% h, v. |* X6 |( m% D* Z* j) p%err1平均值
6 ?6 [1 j; y+ q, i9 `
8 A! g! j2 K% e o; Rk5 = 0;
! v; P4 R- Y& [3 E; Vs1total = 0 ;
4 G: k; f( \% Hfor y5 = x
/ X: \$ Q) h) ?- S% ~7 M k5 = k5 + 1;* q# J: A% n- a ~
if k5 > sizexd2 6 r7 t! P: n, u( t# X8 y
else8 {! R3 y# F+ @- m$ `
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
% N) U9 g! y8 G9 r% \# ^# t# ` end
4 \- f% d9 m$ l/ \! Oend3 Q* Y. x9 d! i, x
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
4 @8 X. \3 R9 J' d+ ms1sqrt = sqrt(s1suqare);* m9 k4 Z Y7 @& |+ O# P/ v
%s1suqare,s1sqrt
* u+ h9 V7 a* V" |6 u- T%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S15 b. |/ _8 `0 z3 Y# d
3 a2 ?$ N! j/ ]7 B" jk5 = 0;; W# K" l2 J# ~/ R/ ~. f
s2total = 0 ;9 d; v X9 i5 e- U& p1 z1 V: y. P
for y5 = x' z; n+ M" w( F/ w
k5 = k5 + 1;
' M9 X, I' D; c3 Y' U1 N if k5 > sizexd2
' C$ k4 x* T+ C+ c else% ]# }5 x4 l5 |
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
' b" q W7 o8 I end
/ L/ n. ]# B7 s" M; V9 n* [end
' ] K' \, A) Js2suqare = s2total ./ sizexd2;
1 L7 `) o: c% C d# }1 d%s2suqare 残差数列err1的方差S2
% T1 }- W8 E% D5 ~; c+ \+ P! n* l" r3 X2 C
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);/ ^) w8 v7 @: W3 H/ I: K
Cval
7 v1 V. P1 O& m) E5 O1 Q%nnn = 0.6745 * s1sqrt9 A/ L' v G& {7 _2 Z
%Cval C检验值8 o# `/ W; k4 a2 w2 F
' F3 P/ V. X8 c) e7 C2 F: N
k5 = 0;
) y" V& W! l* M1 p* B3 Bpnum = 0 ;2 y7 j3 y1 k4 D) g2 i U8 P
for y5 = x
. @, e0 B2 X4 M6 ] k5 = k5 + 1;
- v6 ]" o2 n5 X: S! k if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
& u- r0 a( r- ^& g% i8 R/ l% L+ v pnum = pnum + 1;
( H' O, `) s" ~5 ^: ]2 g, n %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) , d* ^1 |3 [1 {; s* _; N
else2 X- A* F6 k L: {8 T8 _
end) J2 p9 A; }5 U
end# g; R- Z1 t, {8 t
pval = pnum ./ sizexd2;
3 A! `* W3 {5 i ppval
' j5 r. r8 w' |$ M a6 C%p检验值. P1 L! U3 W, t5 U7 T2 o
& n1 d) J$ Q+ J: ]3 l4 I- t" W
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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