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' T. v4 G* K2 j. D& Z" l
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 % E" Y0 B( |5 n9 d' F5 |# [
3 i! K' @: K) O' o) w6 Y4 [; V+ W%by allen @ 红嘴海鸥 0 s, F3 x& l0 C
%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/ Z) {5 o1 o, J
$ ^! X5 [( ?% f7 ~) t1 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.m
# }2 C/ E- d! N' s) i
- G8 |( ~. t* ~9 z" f6 y- F1 N. u% g%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
8 ]" G" \# q* [, q" S# R: M1 L0 |
" E3 x P% B* _7 j%二次拟合预测GM(1,1)模型
! X. o7 g4 Q, g5 J" xfunction gmcal=gm1(x)
9 J, D, C! Y* A6 Q* c6 r+ csizexd2 = size(x,2);4 e. {# |7 @. f6 y3 D' v* L
%求数组长度
0 d; h. Y1 o/ N' J) A+ t6 _3 {9 F. l* a- @
k=0;
) c' t2 u# }: F! @6 d. R" N/ Efor y1=x/ b) {8 o- t9 U' J# B4 m% `8 p; u9 ]2 `0 u
k=k+1;) K5 m/ K. I) f% O
if k>1# Y- b n6 a% d# I+ g! n# X, e
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
6 f7 d g/ Q' N6 Q %累加生成, M0 }# _" E f; {- d; U7 v; s/ B
z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
) H: B) @& F0 Z) v; i %z1维数减1,用于计算B
% t6 q H" S- j' | yn1(k-1)=x(k);
+ n$ k4 \" Z5 z0 [' J" i* `* }6 C else
' z! j& D }# b/ O/ ] x1(k)=x(k);8 H. S r6 l, U' v
end+ _8 G8 q# Z6 O" L$ q" d
end! s! z' i( l" S# d* Y
%x1,z1,k,yn1$ i7 I: W0 u/ M3 r2 e' n( g3 D, S
0 f1 b3 M0 \8 ^sizez1=size(z1,2);3 w. g+ H- y1 k, ?
%size(yn1);) _0 ?6 \ o- K9 k
z2 = z1';8 F( c. |; B9 g
z3 = ones(1,sizez1)';) l, ?1 ^/ b6 S3 p. Y$ T+ T
; N4 x7 i4 X8 ~6 T6 {1 Z4 sYN = yn1'; %转置$ p/ k* ~$ E# t8 t, w% ?2 W! W% F
%YN9 A+ [: d+ b. V
0 M! `5 J$ d5 Z
B=[z2 z3];9 q5 I3 J9 m |: h: |' a S
au0=inv(B'*B)*B'*YN;9 z( k8 S4 r! v+ o
au = au0';
' Y( e n2 F; n6 R5 i! ], X8 m2 H* D%B,au0,au( {) \0 d/ r8 P Y. Q2 V
4 ]! J2 R9 z( o. S- [3 `: R
afor = au(1);9 L* h/ T- h1 s/ ?, f% y& n3 H6 t
ufor = au(2);' d0 e- x2 {$ z5 U$ r- \: |6 u9 O
ua = au(2)./au(1);
/ G3 N! o' t3 ^8 n5 p1 L* ~' t%afor,ufor,ua & n e9 `. J* D6 N
%输出预测的 a u 和 u/a的值
" l: y4 r% Z! q0 J& w* D0 s$ K, k. Q" l s
constant1 = x(1)-ua;4 F) M7 A& t) ^# n9 R6 t: g
afor1 = -afor;
- T5 U: q% E& B" k$ Gx1t1 = 'x1(t+1)';; P2 X) u/ J5 Z+ ~; x* b
estr = 'exp';
" Z0 O$ y% a. mtstr = 't';4 h4 x+ S$ P/ A N, Z
leftbra = '(';% ?9 c2 o9 A# U4 X
rightbra = ')';
' A# L B. p" {9 q" G%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra( `7 e! o8 c0 D5 f& r6 M
5 X$ J1 W# {" E7 ]" A& Cstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra) {9 {& L. z2 T$ W/ c, f3 |7 u# z
%输出时间响应方程
" w! g+ K5 N0 k5 [! H) M F" ^! r0 {
%******************************************************
8 ]; f# g1 L- t! x' x# m4 _4 `%二次拟合5 X. S- P* Y- Q& ]
) z! G2 u9 z5 _. n+ Z! Xk2 = 0;
' U ~& k5 \# X6 e/ ^2 \for y2 = x1
1 ~5 h* q. d- c1 B/ s C3 ^- [; K+ K. { k2 = k2 + 1;
% c! b: q/ x5 Y- }* \ if k2 > k ! a8 _6 Q6 t- v4 F( G3 m. y
else
9 q/ i$ S# u2 [ ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
% H; t" G9 Q1 f9 Y2 Z) M, a end, b. `& N) i5 ^9 v
end3 t5 I% b' ~$ R: o0 T1 f
%ze1
! _5 |7 T9 Z0 D/ _ g' x
0 p7 {1 t8 m% g9 c( Z. \6 @sizeze1 = size(ze1,2);6 [; N, `, \9 }( H4 q' S
z4 = ones(1,sizeze1)';
: s: g& y* L u5 I; XG=[ze1' z4];' K5 B- b4 e% [$ O
X1 = x1';
; A9 O& p ?2 l2 qau20=inv(G'*G)*G'*X1;$ m1 w. l3 g7 H1 h0 g) z$ s
au2 = au20';+ m3 O8 \. `. g" y) ^" D$ W
%z4,X1,G,au20
+ c! C2 S" D6 O; ^& A, \0 _5 L/ b/ u# L. B6 D
Aval = au2(1);: b2 w0 D F N7 `
Bval = au2(2);( p" z1 L& U9 p) ?7 u
%Aval,Bval
( r m& Q) q# Q" c0 L6 r%输出预测的 A,B的值: f: v6 C# `* S1 z& _0 F" c/ R8 `
1 \ }( B \) M6 i8 ^3 L, W
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
8 l3 i( h0 [& o' s7 e1 ^, o5 h%输出时间响应方程
* @4 ^" t) X9 Q; J4 H. H
, K) B3 r& d) q6 j1 \8 P, pnfinal = sizexd2-1 + 1;
+ ]) q, y+ W5 J( F" I- M3 K%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
; X4 ~0 ?" z5 q$ {+ ?- N! u# j4 I( ?, L8 T( ^& s8 T4 X
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
0 m! I F0 ]2 I! U5 L# H# M, d1 o%预测的步骤数 15 L5 B" `; l# V' \( @
- F+ `; z2 D8 ]for k3=1:nfinal8 b. _5 P) w$ B9 P: i g
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
3 N0 ?/ @$ C( r: Mend
$ R# D. m: ?6 S: C%x3fcast
# d: B2 T* \& g3 A* A+ p%一次拟合累加值" g3 O9 I3 Z) P
0 t" W- O8 X1 d1 ?
for k31=nfinal:-1:02 H$ \; L+ b" ^1 u' |
if k31>16 b9 x1 V9 w, }; [4 L
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);- x: M, ~- S- a6 _
else) m7 O% b. V' V1 n
if k31>0
' @ [4 z$ E6 Z. }0 ]$ f x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
/ I. U; I2 [1 G9 n) T( S, c else0 n& ]: N+ S1 |& F: I4 }) x
x31fcast(k31+1) = x(1);
0 @! v2 \( i# W1 m end
& Y- m4 {" U' \/ l$ S- ~8 G end" F f( P! _4 n% N( n
6 C6 H& u6 H8 x' W# O4 L v
end
0 Q* o( S) o" ]3 Gx31fcast
: q$ E$ W; v# h" q%一次拟合预测值/ J8 o, f& S' ?
5 I8 p, \& z) a. g/ O0 X6 B. k* M$ \
for k4=1:nfinal
5 S3 \. j g1 `' P/ N x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;0 R) i2 v- r3 @" @
end
. _4 ]. Z7 t8 |7 g% t+ b f1 Q%x4fcast* r, h6 p# Q# C# S8 k: ]
7 A* H& n: w8 C9 r4 n) [; b! a
for k41=nfinal:-1:0( J6 k* i3 J7 j6 U8 l' Y) x ^
if k41>1
' w8 S+ p( ~+ C+ b x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);' Y1 |$ f8 j/ U) M
else: Q# E% R# b: d! f/ t
if k41>0
) g! Y% E, [ I3 x4 J x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1); O& S& L* I3 e W; ~
else5 G- {+ H) n1 |. w
x41fcast(k41+1) = x(1);
, ` \+ {, q/ I end
. }- t* v+ i1 U* W8 M# v7 K& l end
& ]: r& k: a3 ]* u! Z) _, J, g 4 x0 X1 R$ P% J
end0 D% ?7 u S K! r7 l5 {
x41fcast,x* ^4 C* e0 q& a/ V6 U
%二次拟合预测值( {& k5 S4 A Q! l+ h/ P
9 S+ R& q. T! {3 P- h%***精度检验p C************//////////////////////////////////
$ \: ~ l F0 d7 _7 G3 p2 l2 g3 ^$ h; dk5 = 0;/ J6 N. K, o& m+ R
for y5 = x
. U% a# D6 N5 {6 [ k5 = k5 + 1;* Z2 i$ ^9 e _ d
if k5 > sizexd2 7 P8 m: z1 [+ k1 O3 w9 ~! D
else
6 O) y \+ q/ H$ Y* f/ Z err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); % V5 l) h- L Y! r8 m2 L
end
/ y8 N0 \' {! q4 t! Gend/ ~( S! L9 c' B a( S9 g7 {8 C" K
%err1
6 w$ J6 | l5 a3 {" v%绝对误差
% t+ }' I+ L$ {9 O C* j+ M' J, ]& |: Z
3 Y# M! [! x5 \8 U+ wxavg = mean(x);
* \7 I) h7 ~" F- q o5 @%xavg) D' C# @- J; v H
%x平均值
" j4 s- J* K: J- |4 [# k
! Q) ?1 R& u) S3 V0 I) Cerr1avg = mean(err1);: R- c+ P3 u) F3 I+ ^! u) {' N
%err1avg5 R% o+ n. o; m! w
%err1平均值
6 X r8 N$ A( U+ B) c7 b1 t, y, \8 j. {! J O2 g E0 c/ ^! f/ z& Y" ^ d' h5 ~
k5 = 0;! a0 N6 Y1 ^: P' J- ^- [2 l+ k
s1total = 0 ;% V/ h/ h$ \/ R$ y7 a2 L' z% p- a
for y5 = x; U6 \3 s' n! j0 ~$ D# _. W! u
k5 = k5 + 1;
2 w W! I$ V" T9 U6 T if k5 > sizexd2 8 ?" h u9 v1 P2 U3 \- ^! F
else1 f- Q3 Y! b! ]
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
* k& u, V( @. L end% {9 O" _1 |7 A$ C/ b
end
! F {0 y0 k$ ~! Z" `s1suqare = s1total ./ sizexd2;
# C: G, p0 E, \! es1sqrt = sqrt(s1suqare);% {' u1 H. |1 |- u& _
%s1suqare,s1sqrt
9 @% y3 m1 t4 A%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S18 s- l+ T% _" s1 h
; O5 R9 B7 M; ~1 Nk5 = 0;
7 f( b: @% X$ s! us2total = 0 ;
3 m U2 _: N7 P' p( P5 \) u Jfor y5 = x
1 n' p8 N0 g C$ N" v# f! U k5 = k5 + 1;9 A" u( @, B) j& t" F4 J
if k5 > sizexd2 5 b ^3 W; r( t
else0 e3 W3 @2 P( i
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; 3 r% q$ P, i R# t" C
end" O1 d' R& H. p: r( S( ?
end. Y% @3 r5 @, K5 O3 Q
s2suqare = s2total ./ sizexd2;+ o ~0 b% D3 o, E6 ?: g
%s2suqare 残差数列err1的方差S2
+ M. J% @# O9 b x' C4 l
: {3 G. E# K; _9 ~$ }+ \) M* DCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
! A' l4 T u" ?8 C* c1 zCval; _( ~9 Z( F I1 @. D3 O; ^
%nnn = 0.6745 * s1sqrt7 y4 S1 V# m! p
%Cval C检验值3 a& ~; Y+ H2 f E+ ?6 A0 U
! ]4 U0 s! _2 {0 x) r: j# L
k5 = 0;" U$ c7 X3 B- w5 R V
pnum = 0 ;
2 m6 l" X0 g- }1 x% e Y$ }for y5 = x' i- W2 Q( A- [! Y
k5 = k5 + 1;
^1 [' I0 ?; M5 A8 u if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
+ h1 X) G, {$ l0 o2 E5 U9 D pnum = pnum + 1;/ z( x- |; i' ^6 i k8 s
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) 9 N# ?8 @0 Q) }: U% z3 U
else
! C& y% c8 N5 i end, L% a2 f( d5 O0 t! Y
end
$ x" b4 S$ U- Q4 bpval = pnum ./ sizexd2;& v5 |! d' e! L6 V! G5 P
pval* g3 _; a% G6 b' M
%p检验值
) t; S. p; O. d6 s* F0 d J0 m, `, \1 `7 ?* n$ D+ u
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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