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+ @/ i! f+ O" R* F1 Y; e. |标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
0 n+ `9 c9 @2 F4 k1 O% _2 B, S) S5 Q5 O3 O' A, u5 [6 R
%by allen @ 红嘴海鸥 0 |$ v( s8 y$ q8 ?% ]+ K8 F
%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# e8 \% S/ A0 ?3 z3 H7 f
d4 i3 M+ t* G3 `% l! Y& t%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.m4 r* ~% v9 N. s
$ h) t3 y+ L. ~& J4 K; K, C6 [%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
1 j/ S3 i) o" @: a, w
0 f8 h1 q* R6 S$ m%二次拟合预测GM(1,1)模型
1 l+ `# }; y3 Z- ~0 Z- `6 n$ S" A3 cfunction gmcal=gm1(x)& H3 }' y4 H/ r5 `3 I3 S( H5 @
sizexd2 = size(x,2);1 \. e8 T8 `# C, @6 c( Q
%求数组长度
! D% [/ G! G# L- g* h, K! v4 O" G4 H, F% j" B
k=0;
4 u b: u, F" h5 [for y1=x1 o( F* Y& F& {
k=k+1;" g3 X! n& |7 @) U0 d
if k>13 n u6 F% e$ Z4 r! w. z
x1(k)=x1(k-1)+x(k);6 x2 Q! _8 [8 E6 C
%累加生成6 \& Z: L+ q+ r* Q1 f2 N* b& v/ D) |; \
z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
3 g0 a* t8 g. h; f5 Y %z1维数减1,用于计算B* J& W* S7 @8 G' f
yn1(k-1)=x(k);5 e0 b3 k) ]; F- n
else% |* }& P ?9 A: U v/ z$ E( X5 o/ @
x1(k)=x(k);5 e; y' ?) j+ X- |
end
+ u: R5 v; h+ F6 _' t0 b/ L) zend$ C4 o% k5 a! z, H1 o0 O7 j
%x1,z1,k,yn1+ Z' @/ t( q9 g2 V
O* j: Z( d2 E2 nsizez1=size(z1,2);/ y5 m) w# Z, Z6 X
%size(yn1);
2 A) C+ o9 ~) M6 tz2 = z1';
$ w. a8 {7 x& Y; w" ?z3 = ones(1,sizez1)';
( C# C9 ?6 q8 R3 ]: P! h% S
! T6 R I1 O- ]- r6 O- Y4 jYN = yn1'; %转置 d4 S! a9 P" b; p" l4 h
%YN
- F; r7 N _6 N4 l& _5 d( J
# P4 I8 R7 r9 V! x+ w! a% ~B=[z2 z3];1 O9 P& g# y; Y5 X/ P
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
, o: l/ b$ c( \7 N4 oau = au0';# j7 t! q- U2 }) _
%B,au0,au
o2 o, I* g! t' k6 |, S9 U3 z% ] ]3 M- e% m: O3 p( q0 Q% L8 ~
afor = au(1);
2 C% N1 m) Y8 a. }' a( V7 T5 Y' Hufor = au(2);4 `1 J% X! ~2 p# f) Y) E4 m
ua = au(2)./au(1);
, e8 D; v( g! v1 }* W h/ r%afor,ufor,ua ) E* N- s( B$ u9 n# a
%输出预测的 a u 和 u/a的值& V+ c3 _8 {" {) p2 F; q
% C8 Z' t) F, w: J; {9 ?
constant1 = x(1)-ua;
* L9 X5 i) T+ X, R/ z, Safor1 = -afor;
0 ~! v: J/ {* d/ Q% C& wx1t1 = 'x1(t+1)';
$ Q! M, O! o4 j U! Hestr = 'exp';7 R3 z B' m) Q& p) K9 j
tstr = 't';
3 t; [# T7 E( a$ a4 Cleftbra = '(';
* F, ~% x1 @8 J, v* Arightbra = ')';0 T0 e" B* O, w# _
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra. L0 F. K9 S6 K" x
: `& \7 l+ \6 y5 l" {4 o* j6 P- Sstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
/ B0 }/ W) p# x8 F0 k%输出时间响应方程; W' k9 J/ T% C& q
* K2 u' ^* J* E4 q' [, N! y
%******************************************************3 L2 X, `' {+ Z* V1 \+ Z# ~
%二次拟合4 w/ G; P( `; u& H, f* E
2 j) y( m; w) g& Q: G9 b( O
k2 = 0;
$ Q, D7 v' q- q% u+ w* D; Nfor y2 = x1
! K5 E3 L* l. ] X ?7 o k2 = k2 + 1;& b6 U6 d. v* z" I1 j
if k2 > k
$ ^1 s7 K9 {! g+ c/ S' z( ` r3 L else
& `$ v/ t$ n8 s u9 s ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); ; z/ s Y, o( x, N
end
+ C' x5 x: H9 f4 ]4 Bend
9 D1 x0 l( H/ v8 y }( P3 j%ze1
0 G" ?$ e$ f6 H6 _
2 b/ c1 R$ `$ O) B8 Zsizeze1 = size(ze1,2);. D6 F7 Z* G: L, w9 V
z4 = ones(1,sizeze1)';
: O! ~0 A- c$ v3 lG=[ze1' z4];
: Q0 O9 B/ |4 a- ^X1 = x1';, h0 N2 g' j/ g1 e
au20=inv(G'*G)*G'*X1;2 p" ^4 R- q- |3 F ~" n
au2 = au20';' D& a& @' c8 O% E
%z4,X1,G,au20
0 \8 ]/ P1 e0 u/ J1 g, }3 w% c5 E& s4 L0 w1 R# ]3 ~* ]+ `
Aval = au2(1);
4 x! X3 ^4 v8 ~) D7 `' dBval = au2(2);
0 } r" i: I) ~! V. ]%Aval,Bval2 S1 n) ^( B, ~1 t$ i
%输出预测的 A,B的值. T: _. J6 F% O; H' e5 B7 A
5 e! g* Z$ f# Q. astrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
; ~' J' ^3 P- a0 a; E+ p8 q/ r%输出时间响应方程/ O6 ^5 g% [7 a5 N5 c
o2 v3 l$ @0 E
nfinal = sizexd2-1 + 1; i( b9 Y& l6 |' m- @' s0 P
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
# o' _8 [% ]3 f a. I# P( H Q% J1 s8 N; }
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
" R: g6 g! U$ V a6 u; P9 r%预测的步骤数 1
" m8 |* Z" e$ O4 K; e/ c# a
& h8 V2 v0 d* P+ I, V6 b Z- K$ s# Bfor k3=1:nfinal
+ X6 _5 E. D* t. n) i x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
3 s! a$ M: @ S; r- p8 m1 oend& o% R- c5 k0 o# H+ R# c
%x3fcast
/ X+ i% g3 k+ Q9 p4 R G%一次拟合累加值
5 O9 f7 E K8 c# o9 |) o0 p9 M+ y2 o" v U4 h( w& Y! f7 x3 W
for k31=nfinal:-1:0$ q8 J2 z4 p% }
if k31>1
9 P# |% x& a) K5 S2 R+ y1 B x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);+ M! k- S+ m# D- H
else
# n% ?! z3 T+ }" k8 `3 J if k31>0" S+ y! s3 H8 a4 i, t+ ?2 k
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);! o; R5 z" R N M/ r2 _, g
else
7 [$ f: i/ ]% g% ? x31fcast(k31+1) = x(1);+ }* R5 q' k) ^# \# A9 [+ r6 c! _5 A
end
% S% w m; c3 z# u end
9 y+ o1 r/ E4 a6 t1 m! P * E+ o- }# f. G! i
end' G) Y4 i* O: M6 M
x31fcast! O9 n7 O4 Z! H1 Y2 H+ c
%一次拟合预测值6 Z/ U; {$ I6 S
* P4 z x( @$ C5 t
7 n, [) N5 D: t3 A2 N( \/ P% V( e" F7 mfor k4=1:nfinal! q( |& O. S* d
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;. ?/ T6 y0 H e. c% b
end' O( w4 b5 @/ }) p3 Z7 H
%x4fcast
. B! X$ X2 J p4 k5 w. h) Y/ |7 J7 s7 O7 T4 O, ~$ d% L
for k41=nfinal:-1:0
: K' p- i8 P# C- m, J if k41>1
) e8 `) u3 e( B( S# n/ `8 R- S* f8 T x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
& `$ n g* C, I) {2 s/ E% P$ s else
$ N3 x# O3 m5 |; `. M- K3 O8 Y% N if k41>0
/ V" j$ l' G5 L/ X {1 N x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
, }: O3 I' i& Q$ H1 k else, @$ a% G0 e; U% L
x41fcast(k41+1) = x(1);
" M, _9 g. F& `, @( h1 \. x0 j# D7 {% p" b end( h* \! y* Q1 I% Q; |- {% J5 Z
end
' v' V5 u# Y* l; o/ H; V3 l: ? - _0 w q2 z9 D
end8 m* a5 F+ x% p0 R V# f
x41fcast,x& r0 W1 O" `; E
%二次拟合预测值$ K' d& q2 Z: g) @- ?/ e, C
- L; k% t p: B. K( G
%***精度检验p C************//////////////////////////////////* I' W$ T- x# R7 P/ w" M0 R( e/ l: u. {
k5 = 0;* w4 T( e/ Z8 \5 C( M) W# i3 X8 q. s: i
for y5 = x2 n3 w: O7 a- a( t* p
k5 = k5 + 1;
& u L# ]$ u! r0 G/ h9 i7 h if k5 > sizexd2 ( X" a% H- m3 y; r9 h0 ]
else. z9 I0 m B- T0 {
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); - H% U7 g/ w9 O4 \' h1 {
end
9 E( h) Q/ {8 {end: V* e. O, \ ?3 `2 y5 a
%err1
* E0 v6 y+ @% F%绝对误差
F8 F L' \ S1 j# X
4 t( u- x6 I' W8 c- l4 [3 m( ?. ~5 h' P
xavg = mean(x);
7 o2 z% r" A0 G0 B7 r0 L%xavg
, h- g0 `$ R( Q+ p- A%x平均值
* Y8 E+ g! i8 p3 N G
7 ^+ D& B8 Z% b: j2 serr1avg = mean(err1);- ]- F( @, m9 {) C
%err1avg+ j% J G0 u% V- Z
%err1平均值4 A! b' Z" h9 n. I9 a
* j7 S8 M$ {' G! s/ V8 ^! D% rk5 = 0;. {! z1 `+ l1 v4 [1 E
s1total = 0 ;( [. N/ {7 g1 `- i3 [& A
for y5 = x
8 K1 U, @: [ X& G% t- L! t( B, K k5 = k5 + 1;& `! W# O" \' N
if k5 > sizexd2
5 r" O2 s9 |, f3 z else: N5 u `& E) q
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
! [" a3 J( e0 X! Y7 c k end! w) G9 y% w$ s! U; a7 p& ?
end
. f8 Z/ `/ h. I- U/ |5 S; o$ w8 i, q# Ns1suqare = s1total ./ sizexd2;
: L! @, d5 U& O6 O/ y: V/ cs1sqrt = sqrt(s1suqare);
; s3 w. Q* S) _6 I9 I! W3 {%s1suqare,s1sqrt8 b& l; a; ]: e6 s
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1! }0 `4 k# p. ~! ~9 S
9 i; c0 j0 J( d9 w0 _ O! qk5 = 0;
4 Q. W8 a; x f, x& Fs2total = 0 ;; K2 p- s* j8 c( t/ Z: N
for y5 = x
" S6 {& ~% B! }' W' }% w0 O k5 = k5 + 1;- z: U* h3 r5 q1 K/ A! t5 d- w3 o) _
if k5 > sizexd2 f3 \/ I& D7 i" ^8 @' V
else
S2 C$ g S5 t9 Z/ X" ^# J s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
6 ], l3 _) o6 \0 I* ]6 I end! ]3 q6 d7 j3 {4 R9 v
end
; { N# e# j% ?4 O* V/ ]! x7 Vs2suqare = s2total ./ sizexd2;
" P1 a" l' b7 V0 @2 N$ Q6 W%s2suqare 残差数列err1的方差S22 q& n8 E& P& L# k/ a! D# ^
; o7 M- O5 ~0 c9 }6 M1 f/ sCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);, N% W9 a: C, T/ `. \+ K
Cval
& b1 C4 h# m, x0 L5 \%nnn = 0.6745 * s1sqrt! N% w C9 C5 w V. o2 F' G
%Cval C检验值- }# r+ M: `! o& m8 \2 U
# \( G# _5 K, q+ @; Ck5 = 0;
) r$ P! a9 ~2 `2 cpnum = 0 ;
( j6 ?% T; X8 a. }) B; |: e u; j! ?for y5 = x. ~& e( }5 ^; J
k5 = k5 + 1;9 ]- E4 E; z" F- D- q, z9 v# Z
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
5 |$ G4 j$ f/ v C8 y5 |; S# m pnum = pnum + 1;; m) V; a, N9 U8 {, K# h
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) 5 U* n4 q3 s, M6 j' N5 z: b# F
else
4 Q1 x% q5 x# k; p% v1 E+ M end
8 J* D* v7 {0 T& O; T% bend
* k" A6 l" `- apval = pnum ./ sizexd2;
3 ?" N' Y/ H8 k7 Z( C$ g% X' A8 ipval
. I; z2 n4 w6 X8 ~%p检验值
" U% o/ W/ c1 A- m$ t
! Q/ `% a* p/ @! i4 f2 ~%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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