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5 v+ \6 z9 @2 K- o ]. Y4 m Y6 |4 K标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 ' K9 |8 }2 f4 W6 \9 T: v
) D/ ?0 N' C1 ?
%by allen @ 红嘴海鸥
1 E5 s3 I- Z `! E/ ^# T%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
, u4 [8 m. d4 i/ j
# t8 ?' u4 U2 _$ v' P/ j" O7 y+ f( 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.m7 J! r9 T% Y8 [3 l' w2 `# m; R
+ m5 A( V; S7 [& V%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
9 `) n& V5 Y2 r% a3 K* ~2 Z8 E. ?" b+ P! z9 o1 v, T
%二次拟合预测GM(1,1)模型
$ f2 G$ n) s+ L) ` |function gmcal=gm1(x)
% A2 f3 s: U# asizexd2 = size(x,2);5 Z# s. a2 S7 B6 d$ a
%求数组长度
4 x1 q; e& q+ c5 n% z. p2 X1 q! h6 `2 N
k=0;
) [) B: `/ p6 ofor y1=x
& M: i. j4 D6 p- p k=k+1;
: L0 a% N" h* G, q& G3 `, @ if k>1
! k3 E0 j& n, q% P* ] x1(k)=x1(k-1)+x(k);
% r+ u2 d3 q* ^; l2 a% v %累加生成
) n7 r; E7 R- } z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
) @2 |$ H/ R; L %z1维数减1,用于计算B
! H4 | Q7 z( L yn1(k-1)=x(k);
5 d" C9 G- t. W5 P else5 r: d- b* d' ~& @8 E8 \3 U2 m! u- |
x1(k)=x(k);
, O) V' K& g6 [& h5 U: s end7 ~, V& o& @3 I' }# |
end' A% s. l% ~2 W$ @, g5 L6 f
%x1,z1,k,yn18 A, ~7 e5 _, @: R; G% F: r
2 N2 c! R( N' t* y$ h3 W
sizez1=size(z1,2);
, o, j( ^2 g# r q8 {! _%size(yn1);0 c/ w7 s/ [4 f' C( n8 T
z2 = z1';
' c3 H* o1 u4 q' n! [& uz3 = ones(1,sizez1)';
" m% u* @" U! Z; ]( ~- n" Y) R3 X" z& {+ F
YN = yn1'; %转置3 i( }1 v: ?! s5 u) q) R2 r. v# U
%YN7 v# ^$ M4 ^, X$ S$ m$ X0 Z/ T
4 x( l, A/ z7 ?: D, x) TB=[z2 z3];
6 b4 D3 `1 w1 V7 `au0=inv(B'*B)*B'*YN;+ l1 v1 D1 \+ X7 u
au = au0';2 {/ `5 X: a$ C! z1 I
%B,au0,au" K' `' r6 l0 V$ q6 b3 |
( P! z! U6 u5 l# ^1 Lafor = au(1);1 e- Q" N ~4 v
ufor = au(2);( ]% K) X( c. g0 F
ua = au(2)./au(1);4 R4 t' b; G! C0 \* d. L
%afor,ufor,ua , u; z0 ]3 W" M0 C
%输出预测的 a u 和 u/a的值2 ~" c/ O- D1 j% V! t9 M, Q
2 C% j+ s3 Z9 I9 P) G
constant1 = x(1)-ua;3 e$ P9 \$ {$ b, R- N* e
afor1 = -afor;
6 C% R5 @8 B+ D9 c1 {: n9 [x1t1 = 'x1(t+1)';/ @" a% _- }1 w, k2 B: W
estr = 'exp';$ K2 _: t' ?2 O! T
tstr = 't';8 ^3 m1 ]) @1 c4 a- Y. `3 W
leftbra = '(';
2 C" N0 C. ?* Y7 X& s( L0 f8 Crightbra = ')';- m3 A( X" V' |
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra( B6 Y- A/ D$ g% I" F
) F, W( T+ {1 s7 y2 b4 ^strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
1 e* M" m, V. A# E%输出时间响应方程
# O, R- }- ~, ~4 a D( T
4 o" G* c* R/ c2 h% f%******************************************************1 y5 b4 R( ~. Z1 h4 f
%二次拟合. a* L, Q( T: P% ^* a& I$ m
" _- m& ]0 X8 ]0 Yk2 = 0;7 f8 ?7 S; d5 v/ {% |& y8 i$ U
for y2 = x1" @) D' W6 C R8 P
k2 = k2 + 1;" F- T" w6 V. E- ]* Q8 v
if k2 > k " l1 o: Y2 L5 ?
else, S H' J' d2 g L0 K
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); 6 t0 B, _8 }- ?5 f; l" L2 n, i# N
end
, t* ?. T7 t* d$ U" k9 o6 Lend j- h& F7 {3 k! e. D3 k
%ze1
# e' q5 U- ~. D2 S7 U/ K2 f& k8 m
sizeze1 = size(ze1,2);1 ^1 J/ W1 G3 W; J0 D& o$ N- z
z4 = ones(1,sizeze1)';' x! H" I1 l/ E. c* z8 R( k: @
G=[ze1' z4];& Q5 C8 |5 Y3 ] D9 X3 a. J
X1 = x1';
2 J3 V4 N8 l: b% E" P" l# Y& Lau20=inv(G'*G)*G'*X1;- V/ d/ t7 ~( v, ~$ h* i
au2 = au20';) [! { C& w# S8 U# k# E+ a4 f
%z4,X1,G,au20
$ R' r+ n0 b* F$ s& \. u: F; ?. J" }: w4 @
Aval = au2(1);1 p; q7 o# z6 U* w" a$ V
Bval = au2(2);
6 `/ i2 K/ a! i T9 o1 O/ D8 s N%Aval,Bval
& A+ \3 t8 h4 X/ n: l5 _%输出预测的 A,B的值
; ]) L, c# t/ i6 h1 q. M/ O) X2 q) y
/ i2 h; i0 K/ q$ ystrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)2 n) x. I2 J7 y2 P
%输出时间响应方程
' h7 X+ m7 e1 t! N7 e$ _& E! ]
# V/ i3 L. d( o' I5 D4 K+ Pnfinal = sizexd2-1 + 1;
4 Z% j. U: |+ t%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
. b5 h) r* w' F( m7 d7 ?
5 R3 O6 u( F$ F. N7 z, {%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
" {& d$ T- p. i$ ^" Y8 C# X%预测的步骤数 1
; G: z" n8 f q+ a4 M7 q
8 S( r" b( e7 sfor k3=1:nfinal2 V" c4 m p$ r* M3 w& M
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
( S, b+ q* J4 {9 Dend6 U9 x a0 ]9 l( j4 t
%x3fcast
* _, O+ }- J, Z7 T, ]%一次拟合累加值
8 q7 W7 [* D+ K4 X9 ]0 u
/ [) M" \# b7 D) a5 Zfor k31=nfinal:-1:0
9 O1 v( i0 n* \ if k31>1
G& U ~0 F! S x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
7 U" B, ]$ e$ I2 P/ q else
1 P# y3 h8 C( E H if k31>0* c4 q, B/ n' Y$ a: P
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
9 @/ l; e% z" A$ ~( x% d else
7 P+ l5 l7 W* u \ x31fcast(k31+1) = x(1);) N( J) i2 J% \# K
end
, \: t& c* B1 M7 I end2 k; c, |: H7 ^1 S# Q3 u$ C
$ {& \: c7 ^8 U7 l
end
4 x+ _" c1 r' J6 d4 \x31fcast
: R. s6 k; F! H) H% M%一次拟合预测值: C3 K. E! A' Z4 a T$ S# A
4 s! L# u( e$ w5 U% U( R
- ?$ d" R: h% ?0 kfor k4=1:nfinal4 L( A, G% O3 m
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
+ Q; `9 c1 z, \& a+ u' Yend
" _4 h; g5 [2 P5 g- f%x4fcast
; B* ?6 ^4 ?8 X) U _& b+ C, o' _# Z5 Q% P, \' n9 P: a
for k41=nfinal:-1:0
) s9 Z0 R6 e/ _' d' l if k41>1, [3 j8 i8 w- @- o
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);( l4 Y5 }- w7 {; V8 S& d$ c- \
else
9 z' e ^6 m$ C) l% U if k41>00 V: T. r7 V- F& c ]4 V
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
$ ]) t, z# b# `% m else
/ ^, x. Q8 V7 Y2 H0 ~! F9 ` x41fcast(k41+1) = x(1);
6 J1 s/ L9 o" X/ e/ [ end) B) S% y$ O8 Q/ x! E2 W6 A
end `5 j/ c6 j( D/ A5 Q1 ~
7 n; R/ J1 W+ d Uend
! p% G: R* q1 L- f& ?7 rx41fcast,x ~% b7 [; U$ W) Z, z6 y
%二次拟合预测值
/ [. C1 M( W: w1 M; G5 m: w# _; b: Y' G9 O* O+ ^; U( @/ X8 n( M7 M
%***精度检验p C************//////////////////////////////////" X" p7 m# M1 {
k5 = 0;
) K1 v- q. _6 a8 v/ W K7 ofor y5 = x8 T+ u9 a3 O% O; n- Z& Q, w
k5 = k5 + 1;
# }0 x5 e9 o5 D6 x T if k5 > sizexd2
3 z7 G \+ o K# ]+ E4 r else4 A3 m* n* ^+ L2 o7 p2 m5 Z; Z. H
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
6 E6 W1 y0 C( F% |" P/ D1 v: W end8 o6 E- k8 b2 G+ d2 ^: K
end
. ` H0 `: |# M' C% Z! v' d%err1
( J- z4 e# Y* u%绝对误差+ }: E$ @" B- |: }0 j
3 L; T2 N! G: O3 `9 k) g% |- K9 ^+ V' U$ { M
xavg = mean(x);
: m; R& J% r( d, V/ p%xavg
0 O) h" F T6 c3 [6 q2 P%x平均值/ O' X( j7 H3 h: K# g
+ F o7 J1 k' S! |err1avg = mean(err1);
% Z5 q3 l2 z# ^0 \- ^$ j3 W%err1avg
7 Q x6 h8 J2 l& P0 y0 Z%err1平均值
. |6 }, u- b. s' ~; p
6 r3 \3 K0 T& r/ J3 ?k5 = 0;+ ]! |' Q# J9 f! X& v9 {, Z7 q/ e# X) j
s1total = 0 ;: Z3 I5 Q" E9 ^) S/ `
for y5 = x$ d/ u+ v9 x* T, |
k5 = k5 + 1;* f5 u5 [ P. i+ p, u
if k5 > sizexd2 : k, Q5 c# W& `" j3 l: c
else. j. s a/ m3 S1 G }* q# n% t8 R
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; 4 ^7 T6 ?6 n% v6 f9 j/ m
end1 B2 V' Q* y7 {
end# G4 t9 K& [( N# W$ s) L k; k2 \7 g
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
/ j) o# s2 m2 z* V9 Z( Rs1sqrt = sqrt(s1suqare);
3 h0 s- T% r. S' l7 o/ L; J%s1suqare,s1sqrt4 h" A2 p( l& u% |1 P- a
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1
; Z$ g+ m% U8 y. q
% | U2 S8 V& P; d# f4 J5 i* ak5 = 0;
* Q/ l w/ }! e& E8 S3 ~( cs2total = 0 ;* m! m0 [; k9 B
for y5 = x
4 f' f7 h4 r1 A. d% z9 N4 h k5 = k5 + 1;
4 z( z$ V7 j6 F6 u! j7 } if k5 > sizexd2 & p3 ~8 `: f! H+ Z( [8 H
else
8 N. O* T, o# E s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
7 n* M) y" K% I) R2 s' `+ ] end
3 f% M% C$ `% [$ U9 @end* ]+ P1 ~% @% Z1 S
s2suqare = s2total ./ sizexd2;
! h7 S* w, Y: h6 `0 a! O, C%s2suqare 残差数列err1的方差S2
1 s+ }9 z9 E8 b% ]" `2 X" n- L* I# U4 ?: Z4 l
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);, y5 Y4 V# w$ l5 @$ t
Cval* m1 f. _. @8 H1 s6 N0 z
%nnn = 0.6745 * s1sqrt* G- t5 V+ }3 S$ g5 x) W/ I
%Cval C检验值3 x/ g& z# F3 b% d z
! ]& ^: \% _2 n7 Wk5 = 0;8 e3 f, W5 p* D1 z+ m
pnum = 0 ;4 s" }3 \% j! P0 C
for y5 = x: _3 }7 O$ m! L, {2 p+ r" ?
k5 = k5 + 1;. ?) y- V. d" R: V
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt9 A2 o W% v4 ]( Z
pnum = pnum + 1;
0 |; Z6 c) [% v* S %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) ! a/ B, u2 L( J# g4 e
else7 R3 M, _ T" H9 \* T
end
+ K& ~) E K% Q1 Y4 `) _2 O& Jend
. x, V& I3 M9 W; qpval = pnum ./ sizexd2;
, B& k; H5 R8 ]' Kpval
" c8 e; r2 d' L%p检验值 w! k. m' A. ?6 E
! Q; {# [" Z" G+ _4 u' ^! i5 N
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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