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$ g ^) U# D5 Z8 Y1 z. T; J标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
, I& D: N" w9 k7 b, [ {! P
) H! P- D! t$ i. e- R" u% K1 k%by allen @ 红嘴海鸥
( b: o( N; n+ a5 ^% Q%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' T" w8 ]# l. z4 j- M4 q; D* y
) M* d7 q" f) j, j( L1 F) J
%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- Q) q! j$ ^! `* F$ `
, g& O0 ]2 P" i" S; P%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
2 B* t2 T' D8 x/ l9 u1 o6 D( N# l, T: c6 Y
%二次拟合预测GM(1,1)模型
' J0 X) a Q9 ?2 h; W# Nfunction gmcal=gm1(x)' e! G; g6 P; d( T$ g! c; ~) b* ]6 K9 V
sizexd2 = size(x,2);/ ^/ f4 \3 c' O# ~: H
%求数组长度
# }3 q8 H4 |( u; N, C/ u6 x& G% O4 ]6 H
k=0;
$ N! D( u @$ y. ?* B# gfor y1=x6 p) L/ |! r( Y% L7 \9 ^; _
k=k+1;
( D1 D6 \7 x+ `/ Q' S if k>1
& E/ ^, W+ g7 A6 H x1(k)=x1(k-1)+x(k);( Y$ e2 O7 x; Z$ _8 ^( T
%累加生成' @2 R' M' c( ?; ~2 B, B- Q$ E
z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); ' y! y9 v: u* u7 J; \' I5 P
%z1维数减1,用于计算B
* _+ V: [, J/ x8 P8 R yn1(k-1)=x(k);
! ?9 E) A: v5 M7 T0 A* H else
' u, X, J5 F" N5 M# Z. E. P x1(k)=x(k);, d$ F0 K! A0 A( o! A
end ]. f6 l& \( @5 d& P
end' { \, ^/ i9 i
%x1,z1,k,yn1
* V. @% l2 R0 Q1 f7 Q' ] |) i$ X, l
sizez1=size(z1,2);/ m' i2 ~% w2 P& i5 n$ g
%size(yn1);, O# D7 |( J2 a: q
z2 = z1';2 V+ g9 B4 k7 n5 b5 P) k! }. X
z3 = ones(1,sizez1)';' a# B, j$ K; T$ J& ~
( U% [" J7 W2 H: xYN = yn1'; %转置9 T! V; {! a( |% ?- ]
%YN( n) v9 B4 m- {, o+ ~% _
; p9 h% s: j$ }5 YB=[z2 z3];3 t8 z( u' r7 T/ e( K, I1 }
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
( S! t, U! {( z' q4 \2 f& }( Hau = au0';
7 p7 w% p3 P' [6 ~4 i* T4 u$ r8 t%B,au0,au- s4 T& s( E# v1 I* p% _
3 q* I) `! V8 E" Q1 j
afor = au(1);3 n) w4 J% _7 R0 d
ufor = au(2);. ~+ ?0 c( @) m r" R
ua = au(2)./au(1);8 a7 W& V- }3 K5 R3 A
%afor,ufor,ua
6 `1 m6 e6 X* A* A) e; ~3 o%输出预测的 a u 和 u/a的值8 O6 j n2 ]/ D. ~4 W: U% C$ N; Q
6 k/ {; @! z3 B2 D) _constant1 = x(1)-ua;
6 Q9 K3 I5 F/ l0 jafor1 = -afor;0 j0 \" ? Z( j
x1t1 = 'x1(t+1)';
+ t5 k- f7 F. n4 {* k# r% N) Y3 oestr = 'exp';
7 _. ?. m% I0 J( `7 K" x. q0 Z; ctstr = 't';$ c2 p# `* X7 `
leftbra = '(';/ \/ `0 e$ f" C9 t4 ?: ~6 z
rightbra = ')';
( x! x3 I! b& {' O1 ^%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
* w) P& I# a- w8 N2 Y
4 Z% j& P0 T/ O& f: H" ~/ Bstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
& z- |: |9 Q4 \%输出时间响应方程1 H9 e, a7 ?- j( A
7 _1 t2 u; F( |/ Q; w* ]
%******************************************************
' U" u6 a( r3 E% t+ x/ I& t%二次拟合9 U; t4 g5 H, J2 r: `4 V
7 s* Q7 G1 g j9 T( r7 n( z- |
k2 = 0;
+ s4 J& y6 O+ [* U1 K2 a0 v; wfor y2 = x1
+ j# Z) A. k* M/ b k2 = k2 + 1;
# y' S0 l% N e& }3 u if k2 > k
( ~; u+ i, l3 I( Q$ S else" D4 L1 [: {$ e( j2 D
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); ) |6 \* c' A8 M) Q- x( D
end5 Q, P2 x: k0 w0 F
end
6 Q) C, Z J2 ~1 Y* O%ze1
5 \! b, H3 @& C5 V* W- h6 d' @/ a- V2 e) o: t; m6 s* x4 m2 M% p9 R! n
sizeze1 = size(ze1,2);$ m0 |; J, R/ Y
z4 = ones(1,sizeze1)';
3 P6 `% ^+ I1 g# B* h9 nG=[ze1' z4];$ R# e5 ?' T. v% p
X1 = x1';6 A0 {' A1 s Z( z v; ^& ?$ e
au20=inv(G'*G)*G'*X1;
$ O) b# K, z. Nau2 = au20';0 e& l/ J1 j6 D6 B
%z4,X1,G,au20
( z. Q( j2 I; |. H; [5 I/ R1 W
. F( B8 ?. P4 y/ c" C \Aval = au2(1);) z, j7 _6 N9 `; b. Y, w
Bval = au2(2);
# u. n) o; d' v: l9 C%Aval,Bval
* h: b0 @# E& H" M6 Z5 d%输出预测的 A,B的值
# Y" p" J( h2 f3 Z! t B
! I! A4 v5 i0 a( ?% tstrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)- `; \5 i- o) F8 ` r
%输出时间响应方程0 M. e) z% |! K: T
" x& T8 }9 J2 H! O, U( [3 j5 \nfinal = sizexd2-1 + 1;" @. a4 I, Y6 y$ ~, G/ T7 U C
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入2 X* |: c! H4 Z0 s
; Y |3 i1 U3 F0 Y# Q5 m1 x; N
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;9 U0 x- p: ]' ~. n5 A4 L9 F
%预测的步骤数 1: d6 m: @1 M7 z5 e- ?6 [ X; M
5 w% y. l7 ~$ Z( x& c6 r2 |6 Zfor k3=1:nfinal/ g6 y2 N/ M1 X; k
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
* x% F/ E" o& d9 pend
. T v# |. Q5 s) C%x3fcast
( m' t& I F6 s* j%一次拟合累加值
( g i. Z( g8 q7 S+ r
" Z# f" u! k" }+ e; v& [for k31=nfinal:-1:0- A" S' l% v7 E9 B! ?
if k31>18 h/ V4 a T" d' @* R
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
& s& a: B" g5 q- _ else
6 T# U6 j) k7 K4 E4 v$ [2 @ if k31>0
1 y' ]/ r& A4 t x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
8 A' P F4 \7 }/ V8 C else
$ D' M$ i" d/ j% h+ d- h H x31fcast(k31+1) = x(1);, ?! e& k2 H' G: e$ Q) p) d
end
2 D( W4 F; m4 E/ ~3 ]) T( J9 ? end
0 F* A$ T r2 s4 y7 B- X: p
- Q; o& a7 L, b2 \: s/ Send
" k$ D7 @& k' W7 @3 R) H5 Ux31fcast
" { D5 c' a, J, d0 E%一次拟合预测值
% _/ v4 ]4 g$ u: X6 Z6 }
3 c4 a9 C8 k+ \/ ?2 M5 k$ C7 Y* u; ?. t; i
for k4=1:nfinal
( z- ~0 i4 ~% _1 v* N" L8 L x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
: X. O% {. j; @! J- N; Yend
) W w% s" Z3 _4 X2 t%x4fcast) D% j: _- I/ Q+ F8 s2 V; b
+ w2 i% n1 e- `& W6 P: y
for k41=nfinal:-1:0( w# ]+ k9 W W q& F
if k41>1
1 {, H6 W% F5 x' u* ?( I* u x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
4 L( ]6 C# U6 I8 `$ R% o else! w0 W8 X. d7 T5 m2 X/ f" V) n: ~
if k41>02 W% |+ B- n h+ ^$ e0 v
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
/ w( r1 f: B3 N) Z8 u& O9 j. D; ~ else
4 I( V7 T8 K; @7 c$ z- L x41fcast(k41+1) = x(1);, c7 B" f$ e( G4 b5 L" S: N( T
end2 Q/ u" o9 W4 O/ B
end* |3 D% V5 A7 |. z
) t0 U, B& B" P" pend- K/ @& y9 r$ b. a7 e. n7 T5 o3 V/ ?
x41fcast,x" h: b% F* q" b( @
%二次拟合预测值. O- D. e, {7 M' f' e9 z+ W
) N# A Q4 T+ \( R. \
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
6 E( C7 A3 S3 f( j8 u5 jk5 = 0;
0 I0 j# q y/ ?# W) Rfor y5 = x" b( d. `7 U/ K+ y5 g
k5 = k5 + 1;% ]% i' H# f' K& D! R8 V/ D
if k5 > sizexd2 8 Z7 Q6 _: Z% r) B6 h6 l
else
* o( Y3 {* M- N1 O7 h err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); % H/ G2 }2 J5 j* J, B0 d1 j( [! ~
end
- n- N; Z) E1 Xend, b" W: i3 a4 e' s) e- B1 c: P
%err1
" F- p2 i5 s- O%绝对误差
( m: s: Y# A8 M+ d5 s# u% H# _+ j- e9 _2 @2 B
* N2 d( x4 j m& `5 H( Y; B3 [; x
xavg = mean(x);
5 E+ L; ]2 L( c, [, J( a%xavg- v+ [; I8 d. F# ~) `4 v
%x平均值" t/ f% N% r) C% n, p6 z
4 J( X4 H$ y r7 P/ c4 e/ ferr1avg = mean(err1);
) U. v; v8 o6 {- |6 B%err1avg
5 S% p5 [- v# G: t1 S D! R2 f& D* ?%err1平均值
7 F( w3 C, {& _0 a' R% d3 f, L) c$ L, U1 y3 Q- P
k5 = 0;3 g2 J4 a, e! t5 `
s1total = 0 ;9 o8 a( U) i8 ~
for y5 = x/ j6 p& Y6 y* n f" |
k5 = k5 + 1;9 F1 b3 Y8 ]& z* v, q; G
if k5 > sizexd2
" T; A$ Q- b) R w else
" V) K) @4 l8 W. P+ ~ s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; 2 p1 R# F0 y6 r: X& y
end
# i1 f- Q5 M# iend
: C# O2 c' t- }. Bs1suqare = s1total ./ sizexd2;8 z1 G+ t0 T( \2 u1 E) O4 |( r
s1sqrt = sqrt(s1suqare);
' ~7 y; t8 C- X%s1suqare,s1sqrt
" S1 S4 [% T$ t3 b6 O%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1+ [* z1 i1 A! k
+ r, }. L4 n$ T0 r. M0 ]k5 = 0;
6 d9 m2 k5 ~9 i6 w7 cs2total = 0 ;4 w! q; V6 I% T/ C! f) M
for y5 = x4 [6 Y: b: w# F- M3 F
k5 = k5 + 1;
8 {2 U2 _) O7 d% ?! Z if k5 > sizexd2
/ T7 _0 J( k: q else
. a. f: x. e9 k. | s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
# ?. n/ J0 G7 H8 S5 L6 T end
5 T$ `( D1 s% Q! Qend
. p4 V/ T6 @) ]; K# | bs2suqare = s2total ./ sizexd2;; l0 x: q; |7 T) o
%s2suqare 残差数列err1的方差S2
9 A" H# G9 |0 V+ k3 q" M# f- V" e, T! G2 n0 O
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
1 _7 |) M! G0 A. p* {Cval( W" x: M8 c) a6 Z! C
%nnn = 0.6745 * s1sqrt
! M% y/ C/ \! L- y4 }8 x- u%Cval C检验值
0 }; w) \" U0 J" f5 I0 `2 Y p/ v) l+ D
k5 = 0;# I* W7 a) f2 f( x
pnum = 0 ;3 O8 d' ]* d& m8 W9 _( G; n, w: o$ O
for y5 = x
& L9 Q* _& |5 S# C7 Q b k5 = k5 + 1;
2 d8 c$ t& D, y if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt( S: e% Z6 F* j. {+ s0 w
pnum = pnum + 1;
2 O, i. b% P, v# C3 g% ]8 I( |5 K, Z6 Y %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) " B! u' S$ r) l, k9 h9 o: P8 p
else" e6 N6 f9 @# S6 u
end( m" g/ j! c1 L7 {! Y* y1 f* h
end( H+ f0 N9 e) ^* @) t, d& C
pval = pnum ./ sizexd2;5 s: K5 h5 s, H
pval
1 f* z1 J l* k5 t: P k8 _%p检验值
9 ^% K) ?* E) I
$ E+ n! v% U7 o! j' j%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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