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. 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
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zan
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