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6 ^. E6 ]- G2 j* a
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 ) Z8 \, E4 o1 d9 l: E
+ x b1 O& ^. S9 E%by allen @ 红嘴海鸥
6 n8 w3 h; }( ?/ I6 }%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
6 Y# A7 E$ Q0 i0 C; A5 I2 X7 N% D2 {9 g# P# f
%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.m6 a5 k: I# D4 A( I+ t0 l) }
; A) }, ^. t3 [" Q3 c%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
& G, C" Y8 d. _) o' O' [6 x$ o* c" ]5 Q$ A6 @; Y+ A
%二次拟合预测GM(1,1)模型% ]6 Y5 S$ y8 d" e9 N
function gmcal=gm1(x)
2 g: W- B! q) _% c& ~0 o: asizexd2 = size(x,2);' N; M: _) ]( _1 _6 ]
%求数组长度
* }1 r5 j+ ?0 y# F- Y1 v: Y7 |; V4 e8 }6 Q. ]1 y8 D% k
k=0;
# E) U* e/ Y' v8 ifor y1=x
0 O1 E7 Q x( Q+ D k=k+1;( t9 i/ [2 S3 |% w: x- F% o
if k>1- M$ }9 _" A# {0 Z2 A
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
7 l# F3 F E7 T, l7 X %累加生成
. w( E4 [! |1 A) x; L J z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); 4 r# f l/ l; C) w3 ?2 Q
%z1维数减1,用于计算B
! f% v: s7 f+ }+ A6 ` yn1(k-1)=x(k);
1 Z+ Z7 T1 `, _& S' M" K7 _ else: f5 a* j) j' n0 I
x1(k)=x(k);
# l9 w5 _4 z6 F2 K, ] end. @2 v5 X4 w1 E- B( f2 a+ `' E
end
$ x5 G1 Z( R' [* y$ x7 @, M%x1,z1,k,yn1
0 E* c7 F# |3 U- M; l5 j) @3 f5 |0 j
sizez1=size(z1,2);9 d3 h% Z4 f% n5 j, h) M+ q; c
%size(yn1);1 z4 D5 W0 q- L
z2 = z1';4 `) L i! Q3 T
z3 = ones(1,sizez1)';! f3 w& L6 _" K- |1 l1 H5 j% S
* c" Y. N1 G* ?4 y1 Q( hYN = yn1'; %转置
$ H2 b$ {4 F# H%YN5 \( f+ _ D5 U% c/ k
/ y0 {. ~2 A! p* D. y0 ?3 B$ ?
B=[z2 z3];
7 \/ B, ?( f+ N9 q& @' K. yau0=inv(B'*B)*B'*YN;$ s5 H1 a, Z* f" J3 p1 {$ s9 a5 d
au = au0';
; Y8 ^+ f& B) O6 Y: A X%B,au0,au
0 r& p0 C2 i" W4 \" R+ V( J! p( Q9 W; T) c) h: r ~5 Z. N Q
afor = au(1);0 W, K) M- [' R- D
ufor = au(2);0 ]) M2 p" o# H# L: S
ua = au(2)./au(1);
: p( r* d9 B) p) O%afor,ufor,ua
' Q+ [' H7 M/ v# |4 u%输出预测的 a u 和 u/a的值2 V* B9 K; a$ n3 J+ H% S
6 l A+ u$ e9 W+ N7 a! J/ t4 x' w9 econstant1 = x(1)-ua;
6 p) Y$ t F6 v, ]6 U; ~afor1 = -afor;7 Q+ h! M- C8 |# Y
x1t1 = 'x1(t+1)';
' L$ t6 L' |* |/ y' h) Pestr = 'exp';
m# h2 R6 ?. \( Ltstr = 't';
/ U& L9 P- D2 u9 o% u7 l3 X) ]leftbra = '(';
9 p. y, `4 Q' y/ h3 L; Lrightbra = ')';& f' t% U# b0 t6 b* n2 w" V! G ?
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra" F) ?" _" s/ f# ~$ c% \
3 W' b, B4 b; @; l9 F- o s9 H: mstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)" Z' R. K6 [' \- v$ X
%输出时间响应方程
& H0 B8 j% T" `/ F$ r% E
: i# B: _. Z1 D. D8 p%******************************************************. D U. S% o2 ^0 W4 {9 ^
%二次拟合
/ [7 T- a0 ?5 f- L: ~4 R5 s9 f/ l% Q1 X2 T3 }
k2 = 0;
; F2 X) _& P. o6 f% V. Nfor y2 = x1( M3 h7 ~) d* M8 R
k2 = k2 + 1;2 o% Z( p) H, ?6 J J5 g) z1 U
if k2 > k
, V* B9 D, v( m else# J1 Y* ^5 {7 M) W: Y* ~
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); # d0 }6 A3 X5 o$ d
end5 u2 E7 ~7 e3 K% q9 Q% B" l: H- e) R
end- j6 J/ Q+ N, @; d5 p4 ?
%ze1
4 |) b X# m f9 w5 M, N3 b+ \$ M* Y
sizeze1 = size(ze1,2);
) J' o$ |7 Y0 u4 T0 [0 Kz4 = ones(1,sizeze1)';
; y! G' t# a- f; YG=[ze1' z4];
+ i- r0 q8 D4 U" `4 h9 U$ Z( HX1 = x1';+ }# ~9 |9 l) `3 [5 C8 W% E
au20=inv(G'*G)*G'*X1;; H8 Q& F& _4 A6 K) O; T0 q
au2 = au20';
d/ q3 Z J; J9 L( Z%z4,X1,G,au20
/ l/ u% R$ |2 f. T
8 v' n; a* l2 qAval = au2(1);
( y$ W7 L) j, U/ O) wBval = au2(2);2 M( I5 e8 P, S9 ~7 { z
%Aval,Bval5 R X+ s. F/ N1 O5 e3 x
%输出预测的 A,B的值
% I8 N3 D& B) b8 ^7 P4 {$ A$ h7 ]7 t0 q; P% V( B
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)7 y; b( J6 L! p J- y# r! P
%输出时间响应方程
p. [: x' [! k; f6 {- {8 Y
2 K. F* F6 L: r' j" J I6 E/ vnfinal = sizexd2-1 + 1;, i, T2 ^. H) X' w
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入9 Z, K8 T! C {* g! R
0 ]' j( |$ `6 K. N6 r
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;4 \: L; u6 Q. z- E0 H8 j
%预测的步骤数 1* o1 R; t: ` @4 q2 X
# J# @ }5 u- C2 c7 Rfor k3=1:nfinal! V; @: J2 w/ h
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
2 K& y; ~# _' m+ ?/ Aend
9 s$ P G' @5 N% o' U9 _%x3fcast; S7 t- z7 ]' ^% C2 N5 I9 k5 a
%一次拟合累加值* I* O A. Y- v& m. Z( L; k
+ A# }4 G$ v1 U* W
for k31=nfinal:-1:0
7 M- L; s; r, o. C if k31>1
/ I9 ?* o7 {# |/ S x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);" v M$ r, S' C8 G( O# O$ _ X2 H( Z
else
- M; y5 t+ e: G6 k/ |2 D { if k31>0. B& ^6 O0 F8 v" p" N
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);. J8 I9 s& \. t2 U3 Y
else7 a- f& d" L. d: V2 M
x31fcast(k31+1) = x(1);
* C: u& a" V2 Y# u2 e% _ end
5 c+ I, }/ m. @' R& }' N8 C end
1 k3 m: q- m3 S+ s4 x - ?7 l& ?2 o; Y; f
end& }, X: k$ V! X+ O7 N2 B
x31fcast
9 P1 U* x4 ]/ W' H/ D" H. l%一次拟合预测值: e1 A* V) a( R+ c
- P* T, F, M5 e
- G/ m- i' `; x l- p& Xfor k4=1:nfinal3 Z ?: t$ m5 O$ ^
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;- d+ ^+ E$ J1 m/ j# {) c5 c, ^
end
r# K; }' A' J: N%x4fcast
6 C. u5 A, J9 w9 g8 m
' i3 }) L4 h6 w9 g0 K7 ifor k41=nfinal:-1:07 M/ C3 o D9 l1 a, p6 t+ O7 f
if k41>18 e$ o4 O8 _, L
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
. P- r3 F2 G7 c7 U- { else' C$ v( K- I+ _0 {2 N4 L
if k41>0) z, p/ E( V+ g2 l* I! `, S, t) R! E
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
8 U# f! @. {& v else
: l* z5 v, ^5 H9 q. N x41fcast(k41+1) = x(1);9 o Y! ^+ v# v+ \/ x3 X
end
' H# q D! T# A) ~3 F& S end/ |' L& I2 a/ Q1 G! h7 j
+ y( k2 c4 v; x: U# M7 cend5 q, @2 {/ m# A. |0 C
x41fcast,x/ x5 d2 P! m) W
%二次拟合预测值
4 A" O- X A8 `$ g1 a ?% K* B/ Z$ G$ R4 ]6 ]. w, H, \# r, u$ V
%***精度检验p C************//////////////////////////////////$ Z: v! ?- S/ ~. Y' F3 e2 t O
k5 = 0;
- [, b7 y5 n, Ifor y5 = x: p1 B9 I2 c ^8 h, h
k5 = k5 + 1;/ z# y! `3 q% }1 C6 x# x! l% s
if k5 > sizexd2
7 Y' O& g; Z Y8 Z; H' Y else9 ~5 Z& `" k/ J7 F3 O
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); ; m, T/ w" }! G- [
end* i4 ]/ q+ r: w) V; g8 S
end- K6 C2 k6 J* N6 Q* [
%err1
7 G, P0 [8 b( O%绝对误差
/ L& T3 c+ J% w6 S# L" h7 f& A2 m& S8 S9 e* v/ Y4 ~( v
+ @5 O! _/ O3 G! [! y
xavg = mean(x);
& \; Y. d' Y6 {! @8 B0 P2 b1 K" L%xavg
) p! L( M A3 n ]; H%x平均值
) E4 E( }( w8 T0 A5 E: \( p& f4 }; I- b" m
err1avg = mean(err1);
0 O; C+ m2 F. ]# f%err1avg* _, P7 p* `6 U. z- W% a- }2 c6 R
%err1平均值+ D8 J3 {/ F' K9 |+ @/ L3 \/ b
( [# E3 z; I7 P/ o- o
k5 = 0;
3 g; z7 R' b; M- o. F* js1total = 0 ;
' T1 t& D; o! [" t/ v3 Efor y5 = x+ {! o! a; C5 L& _; i/ @8 a
k5 = k5 + 1;
- l! J1 n6 A8 @: Q1 i if k5 > sizexd2 6 H7 t: D; C. Q6 ?% `5 @
else7 A8 [/ h3 p6 G3 e; |$ y
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; ! X; k+ V' z: H% v) N: H9 `, M+ o8 s
end
# A8 u) g3 c0 o* Vend; }1 q% K8 w# D, i/ g/ R
s1suqare = s1total ./ sizexd2;. X4 d8 {' V/ t
s1sqrt = sqrt(s1suqare);
' l5 w+ c. A; l%s1suqare,s1sqrt: B4 Z6 t* ]2 ~& \
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1$ G! X0 k1 F! e; w3 ] @3 F, m
8 E) `3 q# k9 yk5 = 0;" d$ e4 ~9 O+ o: k/ J
s2total = 0 ;# W3 o# h- }) g1 r" p
for y5 = x
$ s0 l, F& c! r" l* k A k5 = k5 + 1;7 K% Y7 V$ _; q5 F' J9 |
if k5 > sizexd2 3 I4 L- D" M! a( X
else. z9 x% ^* [$ `4 t! j- p
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; 9 ] k# x) I% {5 Q
end
1 v1 B+ T$ A# L- h6 g5 aend- J: G3 q9 u' q. s
s2suqare = s2total ./ sizexd2;( B6 V! P+ _+ b* w7 V* W0 T8 q
%s2suqare 残差数列err1的方差S2
( P+ M( x* N: k$ Q) v9 P. X1 U$ a/ o. l
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
7 |' i' l5 m& aCval! F0 T( T) `( G& Q% {+ R' h
%nnn = 0.6745 * s1sqrt: g# s& [5 \1 w' m: _
%Cval C检验值
% I D- }. e3 t6 c! Z/ i& d0 H X$ T8 G
% l/ {; @- `9 f6 Nk5 = 0;9 s- |+ P* U+ g* \4 N9 t/ B- ^8 v
pnum = 0 ;
( C2 l5 x* _3 V0 Q- R! Lfor y5 = x" T. E# `/ D$ G; V; _
k5 = k5 + 1;. Y6 B5 @6 t3 b9 G4 }* @" N$ I
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt H! M# F8 j% F
pnum = pnum + 1;; Q- N) \0 x3 w7 I- H
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) % m1 L1 g% j2 d* o0 l
else
+ s9 m w" u9 I5 U+ n; H5 I C end' D; c% A2 x* b
end
" |' o8 r' l* G/ N: h1 U- U4 Rpval = pnum ./ sizexd2;
, |" t# S$ T' X; M/ E- tpval
- ~- P C: o+ F1 K" [" S8 M, b%p检验值3 S& K1 Q! `* ]7 `0 x9 E
2 e& Q6 c: P, L. S* a# z6 w0 Q%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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