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[问题求助] 灰色预测Matlab 程序

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kelimasa        

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    发表于 2011-12-15 09:26 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
    : 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 (3.86 KB, 下载次数: 170)
    zan
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    zgtjdxlhz  matlab在数学建模中的应用书中有更简便的代码  发表于 2013-1-27 23:09
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    [LV.5]常住居民I

    厚积薄发 发表于 2011-12-15 09:38 0 \7 Q9 ^9 q# R( t8 @) k  e0 U. @
    不错,好东西
    * m: H7 x  a1 I' \7 W% v
    嘿嘿,大家一起加油啊~
    & c$ E& ]1 a$ o: ~1 J0 B
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    请教下楼主,最后面的c检验值和p检验值是什么意思,标准是什么,什么值算好呀??
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    梓爱 发表于 2012-7-11 09:49 ; w3 u7 `; `# q" h% |1 [
    请教下楼主,最后面的c检验值和p检验值是什么意思,标准是什么,什么值算好呀??

    - z+ ]/ _( U' B; T- Y, p2 a此问题已解决,详见如下:
    % B3 V3 ], O- Gif p>0.95 & c<0.35
    8 s1 L/ |- {: }" j; @$ _' N    disp('The model is good,and the forecast is:'),3 r9 Y# A2 }  I
        disp(Hatx0(length(x0)+T))# N9 e( T; s' \$ n0 Z* B: h- K
    elseif p>0.85 & c<0.5
    2 [4 K+ L4 q$ J; ~+ H    disp('The model is eligibility,and the forecast is:'),. `, O( v. ?  L) n1 K
        disp(Hatx0(length(x0)+T)); T5 u1 {: F0 u7 ]( z
    elseif p>0.70 & c<0.65/ U( w7 L$ }/ R! E
        disp('The model is not good,and the forecast is:'),8 o3 B$ y+ i9 a: i5 Q2 g2 X
        disp(Hatx0(length(x0)+T))
    ) p/ n6 t+ P7 C$ m9 Telse p<=0.70 & c>0.65; n* t# k; n" P$ K6 P6 V, K
        disp('The model is bad,and try again')
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