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" B+ q2 _6 a# \& ^) m* ?" S# m3 c标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 4 D2 d3 d# j5 x; U9 @
% p' \% a6 J! b. {1 J- H, i
%by allen @ 红嘴海鸥 3 d7 u+ A; }) A" P+ p- b
%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" Q! ]4 F+ w- ?# E! P$ }9 d' c+ M: W
! e) {6 _7 ~3 z% w8 M: j7 g
%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
. B; L) f$ r- p( @
+ Y) V7 ]" `& t5 v, n' [. B7 B! S%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 ' _/ e, @ A2 ^+ c. J+ c
+ W2 }+ }/ P4 q8 k0 g0 L8 f%二次拟合预测GM(1,1)模型$ N$ v/ v- o0 i7 v* @
function gmcal=gm1(x)
1 Q: i! ?- m U3 m, G5 psizexd2 = size(x,2);
9 t2 ], ~! X5 d' O4 w%求数组长度
# B3 g9 Y& R8 ?. b1 b: r' E+ T5 C' C$ T' _
k=0;
9 s' Q. T4 J, X% }, {1 L, M$ efor y1=x# f7 W7 z. A$ S. z) e+ [
k=k+1;' b# X t7 K8 q2 q4 x% Q
if k>1' ]3 x! z( V$ k
x1(k)=x1(k-1)+x(k); t0 E# ?# _' `, I/ R
%累加生成
8 }/ O3 o2 j) X2 a, V# k9 |" Z z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
* Y/ D( F: g" Z! X %z1维数减1,用于计算B+ }) H2 X' A/ G$ F0 X
yn1(k-1)=x(k);4 { ^9 F3 a) E
else
8 q% k4 L! I, }7 ^6 a+ E x1(k)=x(k);
- g& P1 R( P$ ?( x2 G. N end& W9 ?5 F% t* J8 J
end7 U/ m6 o# t. {
%x1,z1,k,yn16 [: u% M1 u+ ~; k3 p
" o# \6 E; t% M E8 B. \6 A5 V, @. x
sizez1=size(z1,2);
8 ?6 B& f9 O) _# b6 J G%size(yn1);
' D- ]; p) ?: W8 @* Tz2 = z1';
& _8 \! o, f& h# D. _) Jz3 = ones(1,sizez1)';9 ~" G* p+ W( K/ {
$ z7 e, F' D C8 w4 A! P* F
YN = yn1'; %转置
S7 j( K8 M. n5 p5 o%YN* I+ h" k5 e; p
4 f4 i$ l: U) [0 \. }* p# QB=[z2 z3];
, t! v8 l/ U; L& D4 zau0=inv(B'*B)*B'*YN;3 w8 l; @7 ]9 n9 W1 @5 _
au = au0';
( ^1 Y: k9 Z+ a! b7 b8 t%B,au0,au
, W3 b5 G, M5 a( H+ C3 l; b9 y" E6 r& b& ]
afor = au(1);( M' z+ b7 }8 ], K
ufor = au(2);
" v+ j' D5 L% r1 h$ p8 g2 ?ua = au(2)./au(1);
0 ?4 J. g+ x' C4 g4 e%afor,ufor,ua
& O* H* L) E5 \1 h+ _%输出预测的 a u 和 u/a的值9 M7 B/ o0 U- ^: o/ O
4 R: @2 ]7 C4 ^ {constant1 = x(1)-ua;
7 [: f# w3 ?* {3 z$ @- U7 Kafor1 = -afor;$ h* T( ]) M7 v% T
x1t1 = 'x1(t+1)';# F, F5 x$ O4 F8 W5 k
estr = 'exp';+ p0 e: e8 n6 K9 Z2 M8 j' A
tstr = 't';
+ d1 e$ R; E$ [4 \$ y, E% Uleftbra = '(';& j: T/ C! f4 _" E9 @3 L3 s* q% q c1 A
rightbra = ')';0 ^! a' [9 W2 H! ?2 D
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
8 N8 f! y, d3 o" [* M# P8 T, T
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)8 d' ]+ I% a1 V# x% O: G
%输出时间响应方程
, D% x% T ~* y7 O
{6 N( B. S6 A+ u& s. e%******************************************************9 ^( i. n+ |0 a2 s
%二次拟合. Z; _4 U$ _& G) _" U0 T1 I
7 {+ \/ K& M7 \1 Y! o
k2 = 0;
4 D# O8 ^/ w, M1 ~, O* h1 ]for y2 = x18 v9 S$ x {" A
k2 = k2 + 1;
4 M7 h' y5 y. S if k2 > k
) C2 d. z" B" i# g else
) v1 }# m0 V( \' V ^ ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
$ \' t# @7 {" J: ^ end+ ]5 w3 y( H" b4 s+ g; A
end
( Y! Y! q9 e0 Z p%ze14 ]$ d7 y" _4 B2 ~& {8 ~+ e8 y# t
/ k/ f" y4 k* z% C$ b* C$ t t
sizeze1 = size(ze1,2);: S6 p1 ^9 ]& g. ?
z4 = ones(1,sizeze1)';# j& v1 }, s; Y/ E
G=[ze1' z4];
- H3 G$ U% R( ~) Z1 ^$ ]X1 = x1';
/ D: K( J2 h( ~! e% {au20=inv(G'*G)*G'*X1;
& P8 j' B+ x" K% Z$ A) M( N1 E1 [au2 = au20';
3 ~6 k5 i5 B0 p* y- J%z4,X1,G,au20. | L7 O4 y, T2 h5 h
: V: C' j* K3 e4 LAval = au2(1);! G4 I. X# O# l2 E3 B9 T
Bval = au2(2);. l" @- N3 K1 ~- f
%Aval,Bval
3 X ]2 C7 C; @1 }7 o5 R* N7 T/ u7 ~) Z%输出预测的 A,B的值8 p3 v: D) O3 @8 |8 ]
, N5 Q6 r o/ U: l
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
$ D5 \* S _; R0 @: u; S%输出时间响应方程8 j' e/ f, Q n' {
4 ^( T% {; P# ]& U* x+ P+ l
nfinal = sizexd2-1 + 1;
* k5 V& w9 r% r4 b! x%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入; B/ @( K2 _. k$ Y$ q* Z; `
6 f3 Y/ `" }, M( v5 I& k%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;. ]! o ~1 e7 v- F1 E2 \% _
%预测的步骤数 1" `5 r* ~2 u, p a
6 B2 z: `4 }! d: [0 J
for k3=1:nfinal
/ Z9 R1 H' b- l- r) w x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;( K+ \; ]& q2 K& c6 V+ C) h
end
3 v" g H }3 K( A2 J8 ~%x3fcast
: A k' a+ I1 _' e%一次拟合累加值
; h6 I( o+ A7 ?$ T. B
2 k, S/ G6 `: T" C, t; Bfor k31=nfinal:-1:0
& [2 \# j: D8 p! d k$ L( o7 j if k31>18 s* h- @9 c0 z2 G
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);7 z) j) [: t5 L* H( S; [
else
5 e1 m8 Y- b4 h' M if k31>07 ?5 @- ^4 G5 _7 H
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
' y5 M+ \4 F; X8 `. [8 @ else( d$ x$ ~- o# N7 B+ C/ q, M
x31fcast(k31+1) = x(1);; u0 x ~$ R1 ^
end
! [# _0 m7 ?6 ]2 H F" i end9 L& O" o$ w, v
" i2 Y7 f+ Y( ~0 O
end+ _4 ]% Z8 d) a) l: B! l) p5 w
x31fcast
. e. v+ i& a- A* _' r" B%一次拟合预测值
: w+ c, d- q3 _" `# S5 q0 n) a
; Z1 s+ S$ s1 G* ?: y) b y+ f1 ~
7 [+ z6 U; l8 [& \for k4=1:nfinal
. c! \6 N! J5 F3 ?" Z1 G x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
- a) `# ^! q g" K7 xend
* |# b6 p. A( T%x4fcast
) ^- u; J7 H) f0 Z6 w- u! T5 ~4 a* y4 h% D) p
for k41=nfinal:-1:0) g* e8 }8 H; L- }) Y
if k41>1
: P5 ]5 ^( S( a; T x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
; S7 J- O( h# Y else; K# q% m( M7 u+ V
if k41>0
7 t i' v3 f p' J x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);+ T) Y' B% J8 L& @# w8 B
else
+ p9 Q: S- h! |2 s' X9 x x41fcast(k41+1) = x(1);
( l% O0 q N; B4 {+ l end
. f! t' b2 ~0 ~ a7 g end I, k4 I' n6 W/ T
3 P; ~2 e) Y( R" f1 ~
end
5 }& [, J# P1 D* z7 y1 Tx41fcast,x" M# ?# }! F% |
%二次拟合预测值0 e$ ^4 K+ N2 n4 k( |
) Z, I2 K7 W* y' R, X/ n%***精度检验p C************//////////////////////////////////
1 R( x9 H9 R d8 Z6 p) l/ {7 Ck5 = 0;
( b1 I9 N9 E, y `5 v n3 T3 A/ Mfor y5 = x
4 Q9 V7 v8 `/ A9 F5 O# H& D k5 = k5 + 1;
6 U0 ]+ G! M9 P1 a8 ~. P if k5 > sizexd2
7 g, G' G, |' U# }2 } else1 {6 g; N3 ]# q/ {+ `* J8 n
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
$ Z5 U5 o6 ?+ ~* b; [ end
* t& _' C* q4 g9 v5 G- o3 vend3 x# f/ C7 S6 p" T y/ M5 T% @
%err1
5 _7 |6 y, R6 I; X1 `4 ]%绝对误差
& t. C7 \4 H( c% e0 b% x0 s
$ P* t: h5 U S7 V8 E, `8 Z5 ]7 n: @% A% `% u
xavg = mean(x);0 N+ U- G* X! p D
%xavg
& ^0 R4 ]7 Y1 h. a. l" e%x平均值; J* S2 V% _$ w
3 X z. J$ G4 Herr1avg = mean(err1);- u w: L+ g* c; X8 ]$ t3 F) L2 \
%err1avg
8 ~. Q* e$ ~1 j A5 ^0 Q%err1平均值
+ V3 K* V* ?' P6 p; x5 Y$ b1 |* b
k5 = 0; V7 Q n9 o: _6 }; @1 y ?0 d
s1total = 0 ;
, e8 Z! ~/ {( N# n, l8 qfor y5 = x
$ H0 Y) [4 I O5 s$ C) b5 s k5 = k5 + 1;8 R4 B5 N& d( v y% f5 y4 ~
if k5 > sizexd2 3 f+ i ^ H0 i4 y! V3 x e7 A
else
3 ]0 T, q: f5 i- h% j% I s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; $ I$ J9 h, B, @6 M' m2 E+ d
end& {" }) z' _6 P. u; [4 x
end# G4 Z) d3 d" P+ Q
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
! D) f1 B: [- [) G7 E; ?% Ds1sqrt = sqrt(s1suqare);
9 p3 d( p0 x) Y3 K) x7 E- F, p/ D( {%s1suqare,s1sqrt" ~# n. m' A0 G
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S17 }: W0 w2 s7 V
# o7 n U( T8 U2 {# fk5 = 0;
/ v$ U: `' L& B; v4 Hs2total = 0 ;
/ p: ~/ O% ?6 ]! J1 cfor y5 = x
( y' h1 m) b) H1 j k5 = k5 + 1;
' B* X* P4 w3 J- g! B if k5 > sizexd2
( V7 g. q# R( n/ q2 P9 z8 ` else! n# J3 Q; v9 C5 _; ^ D ~
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; ( u& ~* G2 q; m, G
end9 ~& V9 u7 v* J, A: @; G
end+ x0 ?/ |( T5 w+ N: S
s2suqare = s2total ./ sizexd2;7 o/ X7 [; Z/ P. g
%s2suqare 残差数列err1的方差S2
/ @, ]" D6 n2 M* h5 Q# P7 ^
' I, }. c2 r# u/ P$ A7 j" X$ S' XCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);/ ^0 {5 Y; ^+ E* z$ b1 r
Cval
7 S; O, `& ?9 G# |+ D& M& G* X%nnn = 0.6745 * s1sqrt
2 v( U1 w- }; I% d/ w( @%Cval C检验值
, A: \9 C( G8 I; M2 l3 U
- h8 c% X& }" z }; N kk5 = 0;7 I' z, C, {- p, p& ^
pnum = 0 ;( t. }5 k( ]. f' {" a. v" \; k
for y5 = x
J: P" z8 P" ^5 j" B7 E k5 = k5 + 1;
$ G$ J( X1 I4 W! Z& p, Y1 k2 M if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt$ q' g1 S* |* C' f1 E0 k7 {/ d' {# m
pnum = pnum + 1;$ T" r* E4 R3 ?! N, W
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
- ]' s3 G/ {; e, |+ A* u/ \ else" `: ^2 @* X# p* C. n) Q
end% U0 j1 J: Y3 M# G1 M
end8 b) e* ^& a1 t! v/ b3 \
pval = pnum ./ sizexd2;% c. \8 J- u6 l5 z) L# K
pval0 j1 p" h5 t/ O7 ]7 [" c
%p检验值; _/ p& q6 i; ~* w3 S0 w( r1 I
3 ] y; K# A5 j0 Y& x* H$ X n/ m# f%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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