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' U4 A% Y/ n3 X4 {0 w标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 4 \2 g; i0 i! V. ^
0 t2 c0 Y7 p# W0 j o( M%by allen @ 红嘴海鸥
J$ m5 ?- R( J: Y9 ~%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
3 I5 e7 Z4 d, t$ \( |5 V y5 L* f
9 ]$ E) Y/ `* ?* v4 N3 w4 Q+ X( h1 L& v%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/ P( K3 b K- t5 M
3 a1 w2 d) k3 N, T; O6 N# J! B
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
6 i; ]2 s: t* K: h+ \' m
2 J2 i3 _; ^- d* d0 r%二次拟合预测GM(1,1)模型
7 w+ Z' o3 C- b# b# Vfunction gmcal=gm1(x)
8 [: T9 Y" v7 d9 g; _. x2 J$ { zsizexd2 = size(x,2);
* G$ ^" ^ K0 _- b%求数组长度' q! d% _( U& c0 N+ q5 i
9 w% @, t7 ~' K% M* qk=0;
# Z$ T7 N" h- J4 O& g+ P) G: p Rfor y1=x) a& z2 [' A$ d8 J! c4 E
k=k+1;
) c6 C. `/ d# d. F' R$ W, T$ D6 a% } if k>1! O) i; C& j( {& i7 g, U
x1(k)=x1(k-1)+x(k);8 ^& n0 [) b) t, e: \9 B7 ^
%累加生成
8 j% Y/ {: [% C z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
5 A8 r7 Y, {0 O+ ~1 s4 L3 Y6 }& ~) y %z1维数减1,用于计算B/ h+ ~3 m4 n3 k' V
yn1(k-1)=x(k);
. {+ N! f2 D( H) Z S1 d else- A6 Y) W% u8 K/ E5 Y
x1(k)=x(k);" @& ? u! U2 D; Y
end
4 ~) ^3 \$ b' E$ q; C2 |# pend
; A! e2 T1 _0 X Y%x1,z1,k,yn1* A. _/ E4 [. [# s7 v. q
8 p/ o$ x' Y! u) i- e1 m( I# ?8 [
sizez1=size(z1,2);5 \: x, I, a: ?! R& i3 H2 F
%size(yn1);) R3 n- n8 ?* c( ^5 w
z2 = z1';
' _; u0 ~1 f9 @! M4 }) }z3 = ones(1,sizez1)';
. V& g3 s" t: E3 s. k( e$ X- Z o; S! [8 |- B/ s) `
YN = yn1'; %转置
! s3 j6 N7 L; |%YN8 J1 [6 o, s7 z& J$ _
6 b: e( c2 D2 s# C' I# P S0 r( JB=[z2 z3];
1 b9 Z2 }5 D: U" p) x* T l+ V7 Pau0=inv(B'*B)*B'*YN;: ~: V) B3 t$ |+ {* h$ t) R+ t
au = au0';
) [- ~* c/ V; r; {( p. G. {+ P%B,au0,au
/ q2 B8 L' {: e" ^5 }' T8 g5 P! x6 b
afor = au(1);
# H6 j2 h1 X0 \. F; }ufor = au(2);
& }% C) \2 l: b; m! h) Hua = au(2)./au(1);% d% u2 C) V. N0 A1 x
%afor,ufor,ua , F5 ]7 B ]; [9 R! r, ^
%输出预测的 a u 和 u/a的值9 B) a! L+ T/ H& G7 [2 u
( z5 L9 G9 K5 J7 ~% C1 h! O2 w% O9 G% rconstant1 = x(1)-ua;5 N( g' f' r, q- e9 ?
afor1 = -afor;
~8 l6 [- E8 t" C. N* l" |5 ?) [( ?x1t1 = 'x1(t+1)';
4 @& I" j( C: |' w0 V0 ^; Qestr = 'exp';
5 {8 l" Z, t) t2 Ststr = 't';
2 v& G8 Z2 f$ J) {) r6 Z) _leftbra = '(';# T4 D$ D' }( y6 B, w" P L0 A
rightbra = ')';
/ a ]- A9 U. V$ h" N# g%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
* @" B8 m( \7 S3 g& G) D
8 g4 b* ^) b3 a. i0 E$ M! o, y |strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)2 g$ |' _5 z5 O |
%输出时间响应方程
4 |4 g% } T5 G. T
1 c5 ~5 G4 i2 y%******************************************************
- O9 @8 q2 r0 \. Z%二次拟合6 y$ F$ @& T. S0 X+ Z7 n7 C
: d3 x, z3 b7 ~$ Tk2 = 0;* B9 A v. @8 s \- c
for y2 = x1! X5 s% R M" f/ S6 T, d
k2 = k2 + 1;
" O: k/ K4 E# _0 R. f( S if k2 > k
/ w7 ]: S) J) j. G- g else+ H. N& \0 B7 E' A
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); ) P: ^2 Y+ H$ C9 m
end1 O* ~3 h8 l0 G
end
+ ~- R# r8 R- Y9 d4 m! S%ze1
' e. n% j" g- v; ?
. S$ w/ N4 E4 M9 X% Isizeze1 = size(ze1,2);) U6 d D& N: c% g& Z% S
z4 = ones(1,sizeze1)';
% ? K' E- X% K3 | _G=[ze1' z4];
( t* |& ~& q! [/ _; s! s kX1 = x1';; N! c# I6 V) @. C5 n4 D
au20=inv(G'*G)*G'*X1;7 E0 T B# q" o- }6 w0 q- O% u
au2 = au20';
4 u* b! B+ [1 z# f9 f6 |%z4,X1,G,au20 H- K# ^7 z8 u* S/ o7 ^
5 r: ?9 e' Y W- \: T% mAval = au2(1);
) E7 o# t4 r2 p- gBval = au2(2);! F I. C! X8 i9 Y' ]
%Aval,Bval" o) [0 N# \& U9 ]
%输出预测的 A,B的值
+ H4 O$ p. e5 |# x$ |1 J) f5 J! P% J9 S9 {/ U: O7 L
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
. b! j# e. R& T%输出时间响应方程
" R7 I: _1 z% P5 m- z
0 Z2 T0 J. D, q% qnfinal = sizexd2-1 + 1;2 O3 C$ S3 g" g! S$ {5 E
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
: i6 ^4 h- l5 @
' V9 b# k4 d# h( l. m%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
. F2 {. I1 I; D- U6 l%预测的步骤数 1- H+ E- b. p5 {3 v) v
8 O, H7 y+ Y% w) d1 ?
for k3=1:nfinal
# ?7 j. R T$ f x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
, J6 p Y! X* i: D9 W% Nend$ \& {5 I# F: U- S5 y; F1 Q
%x3fcast) p/ ?" _9 E! m: u" t! e1 Y
%一次拟合累加值* m9 z7 L; [/ \; G" o
]3 I& `0 \$ r3 K z
for k31=nfinal:-1:0, F& n% p/ l5 f& \1 c5 ]2 C2 Y
if k31>1 T" i% B6 X$ [
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);9 t& C4 c1 g: N. D
else4 O5 ?- S4 F, h5 L+ ^/ D. [
if k31>0
% }% w) z$ m# P) b x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
0 y5 U4 `( q E. P& R else
; ~2 `- `/ j5 Q6 R x31fcast(k31+1) = x(1);8 W$ ~8 o& E, p- T' O# C5 c# g
end& F- s! `5 }2 `; h/ w' u |2 O
end t0 s$ Z) |8 x, P* B
8 t3 `* @& N' x' h0 L( R
end
* {5 ?! e: g) N0 a9 q7 {! h3 G' Y( jx31fcast* \+ l% u. G! y8 R) {
%一次拟合预测值
+ J+ F% N7 g# L$ B& @/ H' V1 ~5 {. `( o! n
" [& B7 ?$ G- x F/ m0 [for k4=1:nfinal8 `+ v. w* C# X" @
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;1 h# m+ _7 `. [8 u
end2 p6 _" k4 f @2 T- j
%x4fcast) i: d; L5 P& ?5 _& l' r* ]# a& }
) r0 V( ?! w$ b
for k41=nfinal:-1:0
+ }$ [; E, }+ t3 R2 G& j if k41>1
# C. M$ E+ O! U% k% e4 D; J x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);1 m5 _6 p$ Y! l% ], O. C. T" w' s
else
+ l8 @3 {" r: n$ R! r! v' [2 _ if k41>0
9 Y/ W1 g6 t1 c" U( b$ Q2 L x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);' A; p4 A0 U* k$ G) M: R! s
else2 A- r4 z0 A2 c0 w3 Y/ @
x41fcast(k41+1) = x(1);; m- ~" |/ f: t& e
end: a7 J; z# T$ w; y
end
* e$ l4 _' [% E3 G, g2 G& z) F ( |- i5 H& @5 l
end5 c7 Q7 x8 m+ c# H1 R5 I8 m
x41fcast,x7 X3 @4 O: z }
%二次拟合预测值
0 ?8 q' S$ P, `4 u+ A2 }+ ~, @# {# s8 x+ ] p8 {
%***精度检验p C************//////////////////////////////////6 \% J; |! a( H. y" j. V* m
k5 = 0;3 P0 Q) K# m2 c$ w+ Q$ K
for y5 = x& f7 I9 ^: h9 p) u8 H9 R
k5 = k5 + 1;+ U8 S8 z3 R2 E: q
if k5 > sizexd2
/ B+ a \! Q' y$ `$ W& E else
% q6 A4 E- O" x$ t% T7 c( k err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); " t" _1 ^5 o0 u7 H
end+ L4 K, K( B0 W( l0 M7 p
end, ?: z$ j3 N* v% i/ N
%err18 {# `3 M1 T6 D' m8 v
%绝对误差
0 ^- z- J6 H) Z2 d. Y! A g0 ?: L- v( v% {9 {# w
/ \. k8 S, V% V- o+ K. Y$ E
xavg = mean(x);
& [6 f6 F( _) n# w2 K' g2 \%xavg9 O% q0 ?" r6 H5 S3 B! E
%x平均值* S0 L7 @5 |. k
7 a+ L% k2 a0 i0 K8 d1 gerr1avg = mean(err1);
8 q4 @, \" G( ~6 y7 G9 J%err1avg' d8 f6 o, l# a8 V9 e+ ]
%err1平均值
6 b8 |: j- }6 |! o# q9 M
) F2 q) o3 A/ T! c- ~k5 = 0;- j) ~6 k8 P& y$ |, P# `- r' C0 s" c3 Q
s1total = 0 ;
$ P' }' }, `) I+ q" Zfor y5 = x# Q0 M2 l* I/ [+ ]' s5 V
k5 = k5 + 1;; B5 @, b: R0 F; f( \" z/ ?& B2 H0 s6 o
if k5 > sizexd2 - z1 o5 f6 z0 i0 l' @; s2 \
else% }, C! k; ~) ^0 v4 u1 [" P
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; 2 v, D( {, N% |& i8 W0 {
end6 r/ P- D# [- G8 H* T. `
end( T$ @) i) l- I H6 V* J
s1suqare = s1total ./ sizexd2;! q1 K( m* c( [/ S. w; b$ K$ {
s1sqrt = sqrt(s1suqare);
: @9 C$ B% s2 Y/ Z, [8 |( V%s1suqare,s1sqrt
: }4 g. p9 a. d! }8 f+ ^%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S17 ~; u/ p9 M- X: j( B3 P, c
3 k" O0 W* E, \2 y
k5 = 0;; h3 }8 ^5 T8 x; K/ H$ E. ^
s2total = 0 ;& d% O& x2 j1 Z8 b' U' j
for y5 = x
6 ~+ I3 U( k) J3 W k5 = k5 + 1;/ b9 X, q# T% q" O4 @3 r
if k5 > sizexd2
9 f3 {9 g( P/ v: g, ? else
% u* f% X: y% H s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; + R0 ]2 s6 I4 p& ^4 K
end
) `8 \3 Y( K5 uend! a& Z: p+ I) f7 e
s2suqare = s2total ./ sizexd2;" o; Z% [1 N" n: r1 l% D
%s2suqare 残差数列err1的方差S2
. v3 b. ?: g" R: n0 |0 o9 r
( R/ A& D+ {. R" I# T% |8 LCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);( V& ?1 ~9 W8 J( _. L5 V
Cval. r/ N# p0 U! i: k
%nnn = 0.6745 * s1sqrt
9 c6 I7 G1 }$ I- _* o6 R2 e+ v%Cval C检验值
# c3 E$ v- n- t/ q4 _8 Q) c3 Z) L9 B2 x
k5 = 0;
- f) m3 Q% ]# i' hpnum = 0 ;
q; x, J3 k- A# S% [" O Mfor y5 = x8 `- T u: F* M% m% q3 d0 o1 \
k5 = k5 + 1;4 k7 }3 `/ c3 [* Q5 @' {% F5 J
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
0 {' X7 z' n+ c, z [ pnum = pnum + 1;$ a+ M" ~0 d7 Z2 E2 t. q
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
5 a0 e8 k _' e7 @9 j$ |" z else
+ v% |* D; y6 K- N end8 Z7 \2 M! s+ O- z1 z
end
) ?! }- D G1 e G! g2 Apval = pnum ./ sizexd2;" p* \9 d5 E: X
pval, v7 d$ w: v2 z1 R7 h( z
%p检验值6 R- f! ]+ Q2 _7 \* ?8 ~
* F, T" ?( i% b7 b0 H+ I%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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