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3 L7 ]) I% s U9 G
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 9 m1 ?$ Q/ k: r& R
, z9 v' p! o" c%by allen @ 红嘴海鸥 - d3 y; o5 t9 e; 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
( R- u4 a. p, d4 V# Y G$ c/ `! B, S4 ]" V$ e, O, 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 r; ^+ ~1 @- J! }. g1 Y" W
% c/ \. e' O+ w; Y* n5 U%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
4 g- V' ~% M0 Z- v7 j9 v+ Q7 c% d* `# Y I/ I b# A
%二次拟合预测GM(1,1)模型9 X) k" [0 b4 z9 u) {3 b: B
function gmcal=gm1(x) C3 P- l: U! q* J7 S4 a! [
sizexd2 = size(x,2);+ v5 f/ t; x$ `/ u2 e0 H# K. i) Q
%求数组长度
/ @+ @' t+ N2 Q" W
( ^) c% j0 ]6 {5 N: Jk=0;1 \( N$ [- s1 A9 j
for y1=x3 l0 [9 L8 C) }) V9 n! B; U: i
k=k+1;
& x( K! [* s9 s6 B; H if k>1. R5 Z. J% l; ~% t( _' L' V' T3 |' ~
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
1 e% t# l. L2 z* D& t/ n# O* G %累加生成
* _& z. H3 n5 R0 Z z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
0 O: W5 d( n$ l1 |( G %z1维数减1,用于计算B
; g3 g+ u* r; U+ J7 _& c yn1(k-1)=x(k);
W1 X6 V: Y+ o! H0 p else3 `" q0 j+ P" a5 k# C0 m$ k: i
x1(k)=x(k);
4 W- A: R0 |' | ?" U. o end* k" P' ?; b) u7 m. T; v% ?
end6 W: D, r) p% T3 T8 v
%x1,z1,k,yn1. p' r: I& y4 H! }5 d
- N# c# K/ \- c! c O. S5 p* fsizez1=size(z1,2);; g( e# G2 |+ r( k0 C
%size(yn1);. Q: g! D3 _8 _' n- x
z2 = z1';
/ m- x' m: ~' W& Uz3 = ones(1,sizez1)';# v( G. i7 B9 c7 _$ x* ]
# }$ a" @( Z9 n6 s2 @* o: q
YN = yn1'; %转置8 n' R# q! p$ \
%YN8 ]; W( E& H* k* _4 F
) g8 N' `: ^( M$ y4 e& I4 \$ c
B=[z2 z3];8 r' ~# y9 H$ ]
au0=inv(B'*B)*B'*YN;7 ]( T0 {7 |5 [
au = au0';3 z2 O. I' e; B- U. r5 Z2 f
%B,au0,au
* b1 l4 p3 n9 c/ E, m7 g0 x
: ?5 l/ g* X4 Z+ k% aafor = au(1);) [- C, A) J4 u' s0 M; n5 ^
ufor = au(2);
; j; D5 Y! R. K5 u; L* t0 F9 tua = au(2)./au(1);) Y) \+ }' ]) U( ~6 E
%afor,ufor,ua
' D$ { `" w/ |( B6 W) t1 Q%输出预测的 a u 和 u/a的值; u- N& V4 \$ t, s3 |
- `* x' g7 P0 B. q& D4 Y- K. A1 X2 v
constant1 = x(1)-ua;
8 K# A6 i6 g9 \/ ^afor1 = -afor;* }- _0 g# ^. t/ i
x1t1 = 'x1(t+1)';" ?+ w+ g% i$ L _ H, [
estr = 'exp';
# _8 d. n( B7 F! J' N9 I7 E7 d* Y% ?tstr = 't';
! e E' {" T- g. pleftbra = '(';
7 k0 r9 Z0 _8 m3 e; N! Grightbra = ')';
! Z! Z* J6 q* M2 Z%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra/ i6 o( y) A" _! }8 g
4 O0 S5 p* m4 y' X z& }# H- I
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)# \2 e/ K$ e& S1 Z }1 \9 @
%输出时间响应方程
; Y* D! ?0 e4 ?
: c/ } p! _2 r6 W% T%******************************************************# v3 u7 i3 @! o+ G
%二次拟合2 u5 ]; R6 L3 }% ?6 r
9 W: U- E1 B# e' [" a
k2 = 0;
6 a0 y x2 a% t Z5 Ffor y2 = x11 u3 u3 A) N! H! c6 Q6 @" ~
k2 = k2 + 1;
6 |% P) M8 y& ]0 k$ R if k2 > k 1 O5 ^" {9 z4 C% a2 H/ f; C* K/ v
else8 Z: N$ L' d0 _3 v0 \$ @
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); ( d2 F! `/ Q6 Y# Y4 _! {
end8 I- z* m, i/ H6 v. _/ S
end/ t5 J) U4 Z& H: m6 c
%ze1
$ o- Y) H2 b% o
% D( Y3 [: E! F( o6 R( asizeze1 = size(ze1,2);
2 ^# Q! N: ^1 Jz4 = ones(1,sizeze1)';
4 L. s+ p8 [+ O( cG=[ze1' z4];* ?5 B! q/ i0 V- M
X1 = x1';8 u( C* d0 ~$ q; I- V
au20=inv(G'*G)*G'*X1;
5 x7 U! L; r. m! C v* c7 i& i/ ~au2 = au20';# u$ C# b6 z9 S
%z4,X1,G,au20
/ K6 H6 U( h# T/ d e& Z1 R
! G. F, q, S d5 `- ^; \2 s; lAval = au2(1);
. A! Q7 o) M9 }7 W) EBval = au2(2);7 D9 X9 C$ Y6 x% \- ~1 J6 I- Q7 }" {
%Aval,Bval
% T% V5 M- Y: Y% s8 ?%输出预测的 A,B的值& b. p- l- S8 s% C. T$ m
2 c3 M! y) U" _2 p2 ?/ R" |4 v
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)% H' n. r0 }4 ?7 h' m
%输出时间响应方程
$ a- E+ C6 d2 L9 A) Y7 s2 \0 |$ N1 s0 H! ]% N" c3 L
nfinal = sizexd2-1 + 1;
3 |/ V9 J8 c, L# `* p$ _%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
" u, [, x$ z- j1 e! J4 F8 }# H( f# t" ~/ _, r' h
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;; K S. Z; \6 W7 e, L! h C6 f
%预测的步骤数 1
) K- |7 a! _( r; U9 }- n: _3 | V7 F* p( e: V, L
for k3=1:nfinal
- F1 _) s* [7 \0 Q. `/ a: l x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
# [, C4 ^2 I( P0 V2 l6 Q% I9 kend' I, C+ [5 d. f
%x3fcast' p1 `2 o7 E) K6 A5 Y& J# F g" i
%一次拟合累加值/ E* ^( P( t6 U2 L4 G6 O
C- Q$ i" l9 L0 [4 F$ R
for k31=nfinal:-1:0$ F4 u8 ]5 P6 Q( J5 Z/ f
if k31>1
/ e, f& O+ I; x2 i* M x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
: H" k% E9 h/ y! f6 ] else- {: C, k4 K$ E8 D+ M* F0 [3 e
if k31>0) t' [/ O# G( b7 \! D; q
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
' ~3 O6 l* `% N& I2 N else, c+ C) w: v9 b* X9 M' W e
x31fcast(k31+1) = x(1);" {; _5 K& v# x1 h
end
& H, r. k6 z- b1 i/ v! \1 W end' z, c0 B! g% X+ M* l5 e6 d
$ O' E. B" N9 P5 V: }end
/ u- N+ V5 O( }6 L C+ Y$ Gx31fcast6 f5 b L+ u' e) j9 |: j0 e b
%一次拟合预测值6 M- J6 T0 Y- o- R4 x/ H5 R! s
# ?0 a3 H1 P/ {2 d
( n p, Z4 h& m8 e1 hfor k4=1:nfinal- l; x# B. A" ]) L, p7 J& A
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;$ `+ H! ~( x- H4 n
end
: q0 \/ |5 n: q5 p; M) y2 C%x4fcast
$ w7 }, c* U& _! k
+ c% N: K7 x' a" t9 g x' Cfor k41=nfinal:-1:0
_1 x5 K" j8 S3 V# F if k41>1
! G+ f' w* K. d( B5 b2 l x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);2 G# U' l8 Z3 w
else
8 I$ ~. ]% X2 ~4 |# f) `8 | if k41>0
2 S, f+ S O" K9 q3 N) Z o x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
3 ]/ ~" z9 t- A( c7 ~ L else
) S# q6 q& ]% B! y x41fcast(k41+1) = x(1);
e, E1 i) B5 O7 A( G" ]! M" Y end
9 a" n7 v: T8 v7 {2 w end
) [, |+ z% D: J8 S+ ^ 3 O+ O* E6 C1 V0 Y' n0 \
end* f8 p7 V5 |! k; L/ l- L d) `: y
x41fcast,x3 N) x4 T# g: V/ W1 E6 a) e6 W' e
%二次拟合预测值& }- F; a! h+ z; b: T
9 ]/ ^, l! M+ Z5 h6 d# O%***精度检验p C************//////////////////////////////////- Q8 o0 u6 ^( G( V- |. |9 i1 `. d
k5 = 0;. [. J5 B0 u4 P7 C! K9 n
for y5 = x
+ G' Z/ h3 I) e& K k5 = k5 + 1;
8 H% ?$ T( m" L: B if k5 > sizexd2 " f% i7 L. X" r* }2 a
else
G7 J/ r3 \( |8 C err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); & n( O8 _! f- w s" v( c3 G
end
# P8 s, {/ m( T1 ?# b# ~0 _end
6 z6 \+ O8 x8 S; K, G+ `%err1
* r# |: a, s; G- D/ o+ D%绝对误差
4 v& {8 T( a: M/ s. z. M- ]+ s
7 T! I, `" P* i; \
4 J: i5 Z2 Z4 t' M9 S& ^2 K. A& _, `xavg = mean(x); n5 f2 C8 \' W% _
%xavg
& t7 j! B) V, T9 B- L; P%x平均值0 A. B0 f% T5 t; _" v% p2 H
7 U" V4 d, b8 ?* J7 v- v
err1avg = mean(err1);
' H- x' m' m$ m7 F%err1avg0 p5 v7 }1 D, W f: s
%err1平均值
3 F) B' D' k' g: U' h) S. q3 s4 o: p, N. a8 q- N
k5 = 0;
' ^$ U T9 J h$ ~4 zs1total = 0 ;
+ B: D8 w1 l4 }& M! qfor y5 = x
9 G# e( _9 b% B# {( ]: H. e k5 = k5 + 1;
6 ]! t+ R2 R6 U2 V if k5 > sizexd2 % _" O* a" Z$ R
else. \0 p, b# f& ?+ c
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; . H% Z0 e# }, c4 z Q8 P
end( P, L9 |2 Q2 Z' U W
end
8 p7 _; o) y5 }s1suqare = s1total ./ sizexd2;) H9 i2 {6 E8 i6 o+ N& N& _
s1sqrt = sqrt(s1suqare);: g2 J. I- I6 M3 V' u, f
%s1suqare,s1sqrt! u3 v9 M& B! |+ z' f: r
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1. ]1 [6 N5 p8 E R0 a6 s% a- V
7 F# K# K3 v' I
k5 = 0;- q' a* T5 }- l% C' A2 H; O* g
s2total = 0 ;) r% ?* I O; Z4 R6 {
for y5 = x, _- y& M- X! P; w0 b
k5 = k5 + 1;; K ~2 z8 i+ L8 C/ b/ r) s/ ~
if k5 > sizexd2 . t+ a6 b- G% h* J0 _
else
" I7 g: P* A* |9 P s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
- F! N4 K! ~, B2 z8 j* _$ e/ e end6 J" V7 G& I3 o' m
end
1 a/ ~& r, X4 H7 C" Fs2suqare = s2total ./ sizexd2;
2 M9 C) V& R1 O. k( x%s2suqare 残差数列err1的方差S2 ~$ m7 a; j& [3 W- e' Z
) w2 ?3 E$ q8 R7 \5 E2 OCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare); {" C* I$ f5 |, G# E6 f
Cval3 B9 [* M+ F! E. B8 E4 W% r) P6 s
%nnn = 0.6745 * s1sqrt
6 w7 F9 A: D& B: v0 c8 Y- a%Cval C检验值# X0 Z; s: b% Z8 W b+ s& m! c
( e* Q" t) `0 @5 D& Q, K0 i6 N; m
k5 = 0;
5 ^' Z f+ o% Upnum = 0 ;7 k1 J( F% I0 ]5 X) M+ t S3 r
for y5 = x
, s: I6 ?6 ^0 J* D$ }( Y& D k5 = k5 + 1;& v7 `/ q8 t* |8 x+ l* f
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
+ d# R+ g8 }* x9 k pnum = pnum + 1;& M7 k4 _! g( U
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) 3 e3 }6 Y0 O0 b$ Q! _
else$ m9 x6 H4 {1 f
end
j5 v, n8 G) T. z! z1 @3 @3 z' Cend1 b3 X$ W* d- p0 e# y
pval = pnum ./ sizexd2;. m9 i/ O! m- m2 O; r+ N7 ]
pval$ l8 L8 e% n0 ?3 m+ j" o
%p检验值
$ S/ V2 Y& l; R. @1 z1 z: K( m+ c- n1 R* O$ i X% r
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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