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[问题求助] 灰色预测Matlab 程序

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kelimasa        

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    [LV.5]常住居民I

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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
    . c/ y: M; |! L, H
    标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab   分类:技术点滴
    5 O2 H& ~/ d+ K5 p. P: k9 |; K- f- g
    % m2 c( A6 c) @( q, P+ L$ {%by allen @ 红嘴海鸥
    , g" H* R9 B4 X: p%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; Y/ j) ]6 l3 s1 N& `

    7 J$ W2 V6 D' S! Y  d) U%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
    0 A) |. Z4 F% x7 w) @- J+ u5 h7 O7 J+ {. }
    %x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x);  测试数据
    $ U+ w/ ~- D& \$ v! j! V3 X: P) H% t+ \, z' w" B
    %二次拟合预测GM(1,1)模型4 B6 B/ F8 D3 o$ p2 d
    function  gmcal=gm1(x)9 I! e4 F- ~' b6 q5 ?  X) q) ~
    sizexd2 = size(x,2);
    & m* S8 O' x4 o- H& X5 \%求数组长度" G; ~$ j0 k6 r7 b0 Z' U

    * M3 F" r! U. I3 q6 Sk=0;
    $ U6 ?# h5 H) P; K$ b) Ffor y1=x4 X0 T! P5 O3 [, j8 z9 p$ z; V) D; }
        k=k+1;
    % T$ T( {1 K# \$ z2 D  e, G    if k>1( E" v) h# _5 H" u0 w# X
            x1(k)=x1(k-1)+x(k);- B8 }! N% B* q: p% A
            %累加生成
    - R' v0 `" R2 |: Q; ]* }        z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));   
    6 B$ I2 Z" ~* I/ i        %z1维数减1,用于计算B2 T4 z" }5 i4 E  F5 H$ B% ?
            yn1(k-1)=x(k);
    . E; l# m/ b% y1 ]  ]& V$ r    else
    - z0 W1 N# C/ q* m# w0 Y        x1(k)=x(k);
    ; y# r6 u7 ~' K    end
    0 g: N- N& W2 i9 eend
    2 a0 B/ t1 J  D1 e%x1,z1,k,yn1  Q" `/ d* B* X& l# b
    6 i& ?) R; y% \* I, H
    sizez1=size(z1,2);# I4 D: M! X0 ^* r. t' e1 p
    %size(yn1);
    ; U9 u7 r/ S/ f) w" L4 Oz2 = z1';% r# U1 @/ ]8 Z2 y
    z3 = ones(1,sizez1)';
      u8 M, x0 a8 U
    8 |  D' N. o- \$ ]- d! S7 JYN = yn1';   %转置
    1 K3 K8 R; V! b  Z%YN- d& m! U6 }5 Q8 ^- A8 r$ s5 K
    / P8 _0 K5 i0 b, u
    B=[z2 z3];+ Y' `: V7 b/ v0 n- q) Q
    au0=inv(B'*B)*B'*YN;
    . ?5 s% y7 g4 p& I  i& z1 Gau = au0';
    ' l4 C1 B* y7 Y%B,au0,au( ^  e1 i0 x( T' g9 Q) I6 N

    - ]  O( S2 c) Y7 k: L! b& k( a3 W" |afor = au(1);
    5 s; x) [, A6 W9 Y6 p0 ^& a3 nufor = au(2);
    , O$ Z8 V" k8 ^- I8 G5 |2 w! Uua = au(2)./au(1);# z2 s9 s1 s. S& X6 _7 X/ h9 l
    %afor,ufor,ua
    $ o( g& j! _$ f" {* [4 X) ~%输出预测的  a u 和 u/a的值. g* \4 R' b( h9 M( N3 W7 W

    # \( W6 c# |+ J8 E1 r! F; Gconstant1 = x(1)-ua;
    . c, m; r$ N* w: Vafor1 = -afor;( f! ]4 G$ T: @. ]3 V1 R4 W% ~
    x1t1 = 'x1(t+1)';% G3 e4 X' p/ A2 R0 q# ?/ h
    estr = 'exp';
    ) O* `! ]: d% k1 A+ a4 Gtstr = 't';
      ?, Q' c  W2 Z: i: B/ bleftbra = '(';" e. q! v* u# y! ~5 ]7 l4 [" F  Z
    rightbra = ')';. T, U  I6 E; g/ i$ ?$ ^8 e2 T
    %constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra* I$ h& o" D6 ~/ ?' A: Q. D
    - w$ \5 V3 d- H+ u1 E
    strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
    ; o" I* h$ g( N  z0 R/ @3 n%输出时间响应方程
    : k- p0 R- P+ l4 J8 F3 h- x4 l2 j/ s6 E9 I: V$ F* @2 g6 @
    %******************************************************" e6 {; d5 C8 g0 W0 ~
    %二次拟合' L5 A2 H1 e& T+ g# j" O

    ( J( t2 V3 ^6 k2 E3 \1 Sk2 = 0;
    8 i% {) N" o& f' \6 Mfor y2 = x1
    / t8 Q& |0 ?. g; Y8 n    k2 = k2 + 1;, z4 `! c# [" V; T) b, `( T1 c
        if k2 > k  ' ^2 P$ u/ U) n) x/ E
        else
    ; G7 v8 Q- y& G* }* i/ B" H! t        ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);  + s' A7 Z% K/ M' d- b. e
        end! [7 j# Z: Y; Q1 f+ u# Z0 s' \/ V
    end
    8 L5 x4 t% }/ O7 x, p5 A%ze1
    * a% ~3 w0 w- H% A# Q5 d1 L4 f* Z
    0 `/ F* \  ^& k9 F8 p3 ?sizeze1 = size(ze1,2);
    5 f. O# n. l6 g4 p( B% w$ ?( [z4 = ones(1,sizeze1)';
    5 ]3 |8 N2 s6 J, M2 y8 U1 xG=[ze1' z4];
    4 p5 @& w& ^+ n9 pX1 = x1';
    ( X$ s5 w4 W' v# Jau20=inv(G'*G)*G'*X1;
    : |& e% E* J7 g" I: W% R  uau2 = au20';
    7 C7 u% E' i9 O%z4,X1,G,au20/ M9 ~; f" ^. c. c/ J2 X9 W

    9 x3 k9 q5 a9 }! G$ H9 HAval = au2(1);
    + [( B6 o' J, I# ^1 l' }5 GBval = au2(2);
    , g: F- q% C% z4 g% x6 w%Aval,Bval
    3 [8 L1 V$ k  P1 ^2 n%输出预测的  A,B的值) M1 V9 o: I6 k3 m) Y9 R" D. b
    / A$ L0 d/ ]/ u  |$ |4 e
    strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
    / Z. |5 O$ t' a" o%输出时间响应方程
    7 [1 M# I" g! Y9 k& I
    * j8 T1 q& N& W: s3 v$ Mnfinal = sizexd2-1 + 1;3 r3 V! H2 |+ ]" M: K& F, Q
    %决定预测的步骤数5  这个步骤可以通过函数传入
    0 j; u1 z9 B& ?8 v; I0 B
    3 ~# t+ p6 b, u0 e%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;9 n3 E/ r8 h6 H: Z7 B7 M
    %预测的步骤数 1
    + C, V3 e  V# Z  d6 N) f6 |6 I# A- O% c
    for  k3=1:nfinal" w1 M6 O% [! ^  H" s$ h
        x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;5 e( U  t! V# X9 R4 ^
    end
    ) g3 n* ]- v0 S" o4 h; s%x3fcast- P* z) E/ A: _; n/ Q" Z+ e
    %一次拟合累加值
    7 J! v! K& e2 q( p" j8 R" F: r6 F8 N/ i( x( O& w' K7 Q
    for  k31=nfinal:-1:0
    6 @8 p! Y! G- ~    if k31>1, E. {' N0 r8 p9 j) c
            x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
    ' \3 n% G0 V- f. D. S+ K4 e    else# v# G" A* E" u3 \; G
            if k31>0
      D5 z9 m2 F$ a9 [2 e. V. R0 ~            x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);4 y6 f, {+ M8 n+ A. `: ~* d3 j
            else
    ' v( X1 x8 a  I+ \% @) S            x31fcast(k31+1) = x(1);1 i1 c* C: u% N' {8 _/ t8 n
            end
    % k& ]" x8 @4 i) ^' b3 d6 Z  l& o    end
    * w) |' ?. L# y& ]3 I9 F: w   2 s5 a' z; q/ ]' a. @+ R- ~+ E: O
    end
    6 i- b' |/ b8 [( Ox31fcast
    " j6 {) o  w0 c- j4 T+ Z%一次拟合预测值
    , W' b* ?, y% t& P+ X1 L% D+ [( ]% Z9 Y

    + D" h0 k9 o0 R4 `: Q# afor  k4=1:nfinal& H9 T8 x3 x+ _4 W# ]. {1 a" a
        x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;* y. E2 b7 a+ a- f" X
    end' L' d* l( @6 G
    %x4fcast
    ! g- \+ f9 f" u; N: u+ e7 z5 ]
    for  k41=nfinal:-1:0
    0 ~9 X0 d5 a9 _2 j9 @; c- B9 a0 u    if k41>1
    $ u  n" S( h: S, {3 D1 a        x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);. C! E% h9 g9 ]2 y" ]* x! i
        else
    * h3 ]5 X- R& U6 T3 ]1 S+ Z        if k41>04 i8 |, B5 r# Y! \- v
                x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
    ( j! S# Y" A: _7 K" N; u' b1 v        else5 Q+ L. \9 W+ b+ I; A; u7 T
                x41fcast(k41+1) = x(1);. T8 M* `1 h2 `
            end
    + @/ I& h8 U5 @. g. b    end
    : S9 t7 K4 _" a1 R  n( G   
      o' P, S6 d' n) y% rend
    0 D. A; S7 x& Gx41fcast,x# k& `! t* w6 c2 p! R0 ?
    %二次拟合预测值. U/ g% }  ^9 U' a9 v
    6 Z1 w: s. v$ f5 M! }" N( u2 U
    %***精度检验p C************//////////////////////////////////  a; c$ I" G4 y0 M; v2 V
    k5 = 0;
    ) X; |" v; z+ kfor y5 = x. v( Q* `9 {+ t; n* y! @4 X* j, o& ?
        k5 = k5 + 1;& ~1 d, M# q& H6 }# ~2 a
        if k5 > sizexd2  
    + b) j5 a) {$ B6 }    else1 v6 e2 D9 L- O- |
            err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);  
    $ y  J# x/ d0 c) V; e. k; O# E    end
    / o/ g/ F8 R5 D; _9 Yend3 _% S$ _3 w+ t7 r; O0 h9 k) @0 b) u
    %err1
    5 G' K8 m2 ]* S5 ]& @%绝对误差, p4 w# e0 d7 e1 i  E
    7 e6 @' |4 D  N0 W
      a9 L# V' g+ x
    xavg = mean(x);) a6 Z6 Z1 r- E  I  l
    %xavg$ k( w+ `6 \. u" H0 G+ a) C% H. `
    %x平均值3 B6 G" f8 W$ Y$ m8 M
    7 z) K: m/ ^7 F3 y/ y
    err1avg = mean(err1);0 g2 B! x6 P3 S: n% f7 W' L
    %err1avg
    ) M9 f/ {  P( {( u( _* \( Q8 x%err1平均值$ ^! ~6 g# r3 R3 Y; l7 n, S5 n, A
    2 [' C4 D: E, a, b* \0 m
    k5 = 0;
      F7 z0 L; F. Q+ \! X, \2 T, ls1total = 0 ;% b# @8 D, n: R8 X1 d% \$ \
    for y5 = x
    * c1 w7 b4 \- G" ~4 A. a. _    k5 = k5 + 1;
    $ A* Q# Z+ E2 r    if k5 > sizexd2  ' q" p7 ^$ C) n5 G4 I5 r+ ~/ ?) Y
        else! y0 u9 f, Q! j2 q0 _; d
            s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;  
    5 K) i9 v4 t& [! V    end
    , s$ e0 W' T) r8 s4 i7 F: fend+ v  _3 u" k0 j
    s1suqare = s1total ./ sizexd2;! O$ N+ t# x2 s: {1 y) D
    s1sqrt = sqrt(s1suqare);3 [$ V# N; i6 R  U4 C0 E2 }
    %s1suqare,s1sqrt
    + I7 B/ N3 @4 ]3 U- C, ?5 l%s1suqare  残差数列x的方差  s1sqrt 为x方差的平方根S1
    1 C  ~# i6 O0 h- g+ P8 k9 v) m3 E6 F) {- P3 S5 s
    k5 = 0;) o. ]; J' k: R2 I+ E7 C1 Q, k) W7 q
    s2total = 0 ;
    7 X2 C( q- {  |0 F' s4 u& vfor y5 = x& Y' R4 S$ @% B, A' e
        k5 = k5 + 1;
    5 h' u- ~) C8 S4 V    if k5 > sizexd2  
    3 L9 y( v; E2 W( _, y* N- o: {    else8 ~4 R- `% j' \, J$ r/ N
            s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;  
      [3 }3 ?) L# e1 N; Z: }: z    end
    % v* B; b& ~" E8 h: N' aend
    2 D5 ~# C3 {* |1 r! G3 |s2suqare = s2total ./ sizexd2;
    / s+ @. ^8 I0 M7 U  S, L. e%s2suqare   残差数列err1的方差S2# X. [0 B5 t+ T
    2 {- \, |# N# f" I. D
    Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
    ( o/ C# a4 O; j: A! `, fCval0 G0 A" l& C$ C7 O3 Q" ^: b
    %nnn = 0.6745 * s1sqrt3 {2 L* t( \$ L* x$ U
    %Cval  C检验值
    ! A* h4 T& K, o. B- \" [" ?
      g$ q  a1 V0 l+ ~8 Q  Sk5 = 0;: K. V' X8 ]* ]* g( X, C
    pnum = 0 ;1 z4 n' X' ^# P, C
    for y5 = x
    9 ?, z- K. S# x$ l    k5 = k5 + 1;
    * S  c* N( |9 Q    if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt  m- R! O) n, P! F2 [) X5 a
            pnum = pnum + 1;* }* ]6 z! X. a0 K1 c# l; m) n" a
            %ppp = abs( err1(k5) - err1avg )     
    * W; i9 z6 ]4 i) P; x+ E) }% j    else, O) r' s) N( Y$ s0 L
        end* t2 m  E5 C, o; F  R7 \, {( q
    end
    . L, [) K3 \0 {' [, M9 l, g! ^pval = pnum ./ sizexd2;
    5 ]( b  b# ?0 k) |$ X' m# e/ N8 Qpval( g, n% ?7 H2 \# j! h
    %p检验值- Y8 T( B7 L3 r; p/ j- G
    % Z- K1 F9 L, l1 e
    %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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    厚积薄发 发表于 2011-12-15 09:38 5 I! }; V/ r6 A$ o8 ]
    不错,好东西

    ! u( U# `; ]8 ?* C嘿嘿,大家一起加油啊~
    " o8 X' S0 V# t7 {  n, M
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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
    7 \& ~" w3 A# E- [$ |9 i0 X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??

    6 |6 B9 S& K0 _3 Y此问题已解决,详见如下:
    ( E; G+ {& d! j5 d- t, z  Hif p>0.95 & c<0.35
    % h7 l* Q9 }( E: h    disp('The model is good,and the forecast is:'),7 ?  l& z) o" \: J
        disp(Hatx0(length(x0)+T))
    . ], }3 E2 \% @' M2 _, f9 nelseif p>0.85 & c<0.5( _+ C0 F+ [7 D! K: g" b; @
        disp('The model is eligibility,and the forecast is:'),+ m( n! [* A7 W$ y, R
        disp(Hatx0(length(x0)+T))
    - X2 z" y4 l0 belseif p>0.70 & c<0.656 ]3 l4 P7 N" i  n
        disp('The model is not good,and the forecast is:'),- U( o  M) T5 v  H+ l
        disp(Hatx0(length(x0)+T))7 L6 {2 j( I# T: I1 v
    else p<=0.70 & c>0.65+ R, u9 D. n* X& D$ n: v# |
        disp('The model is bad,and try again')
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