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) p. u2 B& ]/ W: }! T4 ~
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 2 S* {9 G& S: \- N: X
0 j% ?; A2 ~, _% y- Y s$ r%by allen @ 红嘴海鸥
( t# _. Y' C8 f6 E%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6 Y1 f. g4 e$ ?
5 G' L' D8 k4 p! A9 S! }
%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
4 f- Q% R9 v6 P" M5 ]1 a2 b$ Q: E" W q8 k8 K* u" T' V; R. V/ Z
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
# _0 C- k6 s) s0 E$ o* G( {; p* ]* e0 ?- Z& T% e: W7 \* S
%二次拟合预测GM(1,1)模型
9 J% G& M; w9 T+ q. o6 lfunction gmcal=gm1(x)
" s! [) g2 F! u; I6 jsizexd2 = size(x,2);' ?2 @6 U" H- Z; G" e0 G
%求数组长度
8 F* N1 C$ n0 P0 R5 ?1 |1 ]" R, f2 m( a
k=0;
3 w, k6 U- p. K. g& E. ifor y1=x( \- m/ T6 r/ B1 m6 ?
k=k+1;- U2 r, Q- E; e. |+ H
if k>1+ N% Z; S" M1 Q: U5 }3 i
x1(k)=x1(k-1)+x(k);$ X7 Z! ]1 `. w1 b* w6 e
%累加生成
' P' s! V: \. I: q z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); : U, A) W1 F% H& [
%z1维数减1,用于计算B
# D6 i7 Q, S! \' a. i) { yn1(k-1)=x(k);
$ j# s2 g4 w. v' X" H else
7 W$ q$ W$ @2 v1 | x1(k)=x(k); \$ T; p7 y5 o% M
end
: C6 x5 ?1 j- ^7 @2 i+ t# _end( O: z+ ]" @1 C2 |
%x1,z1,k,yn1* n; i0 u! S0 c, u0 y0 G% c
( D* @, N/ C8 k- wsizez1=size(z1,2);
' r. Z3 E* N; P%size(yn1); I. w2 _/ Q! k3 }2 S6 c" F
z2 = z1';
3 X" z7 D1 Z( L2 b; P. c7 o2 gz3 = ones(1,sizez1)';
' w( _+ ?: z. n' z7 p: K, ^- ]* u5 A% h6 m B" e
YN = yn1'; %转置
* C$ o, K0 K" v+ p%YN# i6 d6 u) R( n3 ^* o
* H7 j* E5 t0 ^
B=[z2 z3];
3 A; B+ R+ c, j+ }3 |5 U+ W: lau0=inv(B'*B)*B'*YN;, K& A( p; ]7 J+ a6 J+ @7 `, W) {. F
au = au0';* D8 s- V! ^. T
%B,au0,au0 N# W: G; e7 M; ^- n& X
# I _0 D% C& E1 C2 w2 o& }afor = au(1);* K; x8 X: E9 i8 F4 Q
ufor = au(2);
! ?3 F& V& Q; e- O8 w5 A- Mua = au(2)./au(1);
' r! A9 S7 G7 L% h! s7 `%afor,ufor,ua
' T+ K: V T R%输出预测的 a u 和 u/a的值
$ q- i4 n) Z5 d0 t# x4 A6 @5 p; U! x1 p9 u( E/ n1 ^% _. F+ g
constant1 = x(1)-ua;
8 o6 g% [8 g# P: `afor1 = -afor;
$ l$ a6 A7 D) n* \+ Tx1t1 = 'x1(t+1)';! |+ r: T0 _- ?
estr = 'exp';' c" M3 M8 d: G$ c
tstr = 't';
' H" e" P/ E: z2 h! o, gleftbra = '(';7 S+ l% q6 F7 z: H9 ^* `8 J6 T0 i
rightbra = ')';* N9 K2 y" e0 V
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
2 Y" o0 N. m s5 F6 s7 C h0 j {0 B, H. k3 y ]
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra) \) A" x3 U( V8 K! y& Q
%输出时间响应方程! d1 v+ @& ^( a: { `6 X5 e! S
; X! [% x- d' p9 R& C%******************************************************
0 ]; T9 P( n% U/ D7 x/ A1 _%二次拟合
7 K1 n$ M* _- y! B* {) V6 `# S* ]/ ~ J
k2 = 0;9 h/ J/ u" A9 r! m4 R: L
for y2 = x18 |* m& V& e9 i1 o
k2 = k2 + 1;3 _: p5 B A4 n, H4 f
if k2 > k * a! j0 ]% K% Q2 k! C9 ], F; c# p
else, s; R0 X- H7 {. g* }$ r" H
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
7 b- g z5 n. ]9 r1 a, ]6 ` end1 E5 L. p( `. B; i$ }
end: u* i5 M0 w7 o
%ze1
+ Y, P4 I) T4 ~7 _+ u: B* z2 A I% n# w- @" J) o% S
sizeze1 = size(ze1,2);7 T8 _! r( {0 W5 ?. H( Y4 Z9 f
z4 = ones(1,sizeze1)';
3 ], c" F4 R9 _ i1 J0 U$ A1 \G=[ze1' z4];
" a; p$ z$ ?5 j9 n: n0 Y- P, ^5 iX1 = x1';. w) P- y7 B6 Z* [2 ^
au20=inv(G'*G)*G'*X1;
6 V( M9 @ y, ^# Kau2 = au20';1 c+ N( A, ?% z9 }/ p6 ?/ e
%z4,X1,G,au20
) d7 `& b K& z+ r1 j% P1 j+ h& b; N0 w
Aval = au2(1);) a6 U1 R$ _$ a) Q& }
Bval = au2(2);- R9 _( J+ ~& j! f' o
%Aval,Bval
/ H f; J" q4 t! [, W%输出预测的 A,B的值$ Q& U( {& ? z4 ?
p1 l! X d. P- u2 j3 F1 v
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)* U, R' V$ [7 A
%输出时间响应方程- n: `3 q3 n' A8 j4 X
$ d( p, Z) H$ p
nfinal = sizexd2-1 + 1;1 k. v# g6 N& q2 g+ j
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
; h- x- T4 A( H7 R0 f7 [9 l; j0 \- d5 O' G; Q
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;& {. k f6 v: B' D
%预测的步骤数 18 c' @# d: \3 Q% E6 ]; ~
: ^2 _% l$ `5 y6 ]$ \& |7 l% b
for k3=1:nfinal
* R/ `) |) S; P5 f t6 |$ s x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
* v0 d4 u# C; S% Aend; E8 w" p+ V1 F9 E+ l
%x3fcast. h; W% E8 B1 f# S8 _
%一次拟合累加值$ |6 L( f" p/ K: ]4 g
. o& E; }2 w. I& S) j# o
for k31=nfinal:-1:08 @3 y, u! U6 T4 S
if k31>1
% j/ F2 _' m6 e, Z/ c x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
: G3 h9 \3 @ [- V else
2 k% z& m2 {. [8 {3 t if k31>0
$ n4 @" K! y$ B) a, F. f x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);9 t- _. j0 f: I# x( \, C
else; }0 s1 [/ L/ I- }0 X
x31fcast(k31+1) = x(1);. i; L8 t7 P+ u" T: B
end
. @2 @5 Q4 Q5 M) q" R" u end+ w# N# U* p" W. A4 S1 b3 q2 s
l5 G8 m E. c% E* e5 M3 V
end
' L! k& k. W# j; h) U8 `' n. J! Xx31fcast
( { x; s( a0 n* k6 M%一次拟合预测值. D! D; v$ a: F8 B4 T1 I
4 @7 g6 U! O X" ?
8 F2 j$ d. p: Efor k4=1:nfinal
: T; o# `7 Q( y x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval; X" `* O! {' H5 ?9 ~7 k
end
& d, ?# B( q- E$ ]%x4fcast+ J/ {- c$ W1 K: x- q; F/ S' d
. @7 E3 j7 V$ t! E/ c( D
for k41=nfinal:-1:0% `0 ~, O* s7 m( D5 q/ r2 ~: r
if k41>18 K% n; g% _1 O1 w. u
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);3 p3 h, I# L }
else
8 E' f9 |+ H& \/ T! p+ j6 ? if k41>0 a5 ?: @1 T0 v- V9 v9 a
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);1 H2 _& q# ~! t# i/ K! K# z" a1 }
else
! I- t8 w1 t( ~ x41fcast(k41+1) = x(1);
5 X& A2 a6 }0 C% \/ P+ P3 R- S end$ f8 J4 m" j7 T7 w% E
end
K1 G3 \% b' Q/ M4 H# K4 ` ! p" W0 t! G$ C5 ` }
end
8 C$ `2 M) x8 L% A5 Vx41fcast,x8 V, s7 l3 S, C
%二次拟合预测值5 O8 F3 U$ ~) h
$ ]% [; H$ j( A( |9 X, O
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
; e- k3 t6 _. a( kk5 = 0;
( R, t6 ~/ e. i1 }- A; g9 Ifor y5 = x+ d; ]# ~; A v0 l8 H
k5 = k5 + 1;
! E) b" N; p, w( u& H2 i- g* W& z if k5 > sizexd2
P: n" O& Q2 {- R0 V7 i; M) V else
( C8 N0 g: ?3 p& q. Q- [ err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); * t3 v$ U% Q6 P
end5 u* p1 ?3 y X% E" d7 P
end
; J5 H: }& t. v/ W: U& V7 Y& q5 w%err1' O1 A- y2 c4 O9 _
%绝对误差
9 ~/ q7 W* [' P+ S* p1 n2 n& R- H1 w4 x! _7 m0 {4 @
- u% L% p# b2 R2 k; cxavg = mean(x);
0 R, y. E1 K; A0 a0 h5 i; p%xavg
3 |, o3 ]7 W' J+ k' e" ?* N! V%x平均值
7 k t8 K/ ?3 \2 |3 r
9 h G3 l/ Z% g! `% N6 i8 terr1avg = mean(err1);
: h3 f2 [' V& s- m+ V5 A& S1 P%err1avg! w: ]9 Z/ J. f% B8 s8 i4 ^5 t/ C
%err1平均值6 K7 ?& v* A5 `! r8 S0 B+ m/ ?
* e5 K! z. L! Q; I2 Xk5 = 0;: b8 H1 M, J, n; O) k+ \' c
s1total = 0 ;! q+ S( u2 E0 q& V( t' h4 n0 _
for y5 = x8 s; o0 }+ Z4 Q! D& w( c3 c
k5 = k5 + 1;
4 {9 H" f' C+ _, ]+ ^( k5 B if k5 > sizexd2
+ O, I2 h Q$ `$ ~% C) A9 D else9 m( i" ]* T' O6 f
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
0 U* ~9 _# ~% Z# _0 c b end
- j& V9 i9 u: D; E! U1 `4 Rend" |4 Q6 ~# I! q
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
2 r+ r4 ]5 H! N" l- l5 C/ W, as1sqrt = sqrt(s1suqare);' s/ D% r$ z% a! \8 _
%s1suqare,s1sqrt
' x8 a5 x" Y* l0 _% i8 g+ \; u%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1
. E4 I$ Z- z. ~( |% I; W. p$ T2 F
1 Y7 A5 g2 A; xk5 = 0;
) @+ Y0 E9 Z3 x7 {s2total = 0 ;, ^3 H, K1 }7 p6 r R, b T
for y5 = x
& p/ w3 P9 ]2 P4 b' y, G7 q k5 = k5 + 1;
! {+ D3 a- f# ]% e- M if k5 > sizexd2 7 Z" W8 P0 y* c) p
else5 y! M& W& a! x+ Z
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
8 T5 ?. w% F, N! D) P end Q0 B: _2 y9 C8 ?3 U, U/ s
end
6 E/ j9 m/ u% V' W5 zs2suqare = s2total ./ sizexd2;
z0 x! ~9 D! `%s2suqare 残差数列err1的方差S2
) v+ u' F w* b7 O; I
; b9 ?$ E% c1 K" D [Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);( o% z3 q0 e1 l. X+ b
Cval
9 Z/ `5 Y) h2 n# @%nnn = 0.6745 * s1sqrt* N, y/ l: d o) K# e
%Cval C检验值
8 Z. g6 B0 n# q- ?3 D& N8 g3 U4 J U2 t9 A3 S
k5 = 0;
8 D: c! r T' U M2 mpnum = 0 ;" q- H, Y3 b. ? m7 E3 d. I* v8 C
for y5 = x I& X; o8 B/ { `' b+ t# B }
k5 = k5 + 1;
( N/ w9 i" S# r$ P; j if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
, p7 W( q: d9 K: f pnum = pnum + 1;) f8 M \( E8 Q+ w7 X3 S6 E0 q+ T5 m
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
- e; `0 b- n# l [2 k else
" S8 G# @, G' X* z6 `: [ end
: M4 a9 _+ z- v2 K/ W+ `2 tend
3 n& ]( i" g1 ]: ^( [( O# gpval = pnum ./ sizexd2;
+ r$ I" G2 F& W: Ypval
2 R( Q0 b$ ?- B%p检验值% {" B) v0 n$ i. P: k9 o: O4 p0 f
( M* T8 H1 u# ^6 B- k% {1 F. D
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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