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- m. |0 h, c6 T0 j
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 , g( c2 u5 V/ i3 b& I x- Z
. i* M# E0 T1 h* I- x
%by allen @ 红嘴海鸥 0 Q' y" j, C& Y1 P4 V, z
%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: G9 b8 q8 Y' d) F2 I
; e1 q `2 n9 m7 g6 i3 h' ]! Z+ h%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 R% R) u$ j- G, w: t" N+ i& C
3 f; K( k1 j, Z* W- `
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据 ! Y9 w D$ d: _, }: p$ R$ h) t
$ y! y4 [$ ]( _, Z4 N* v- a2 i4 Q8 v%二次拟合预测GM(1,1)模型4 Z4 K( m2 a9 U: o! n& m* ^, v
function gmcal=gm1(x)
+ M8 P4 z. A( j) Gsizexd2 = size(x,2);2 L) h) M5 \# O0 I" D7 n
%求数组长度
9 @* `9 Z) y% O
3 V% N3 t: Q' V( E# j* K+ Ik=0;1 w) W+ m/ R1 Q! L; a) w P
for y1=x9 ?/ I( v3 E1 ]. ] U1 W2 j) t
k=k+1;
& p" U! l; K6 B) J8 M if k>1
2 D( ]1 |# |6 a# ] W3 o! T x1(k)=x1(k-1)+x(k);
* p J/ c: C* r% f" X$ C% T6 f$ O %累加生成
; Y& b: w2 p. t3 K y& f- o g z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); 8 Q+ B. N8 x {5 v, A3 Z
%z1维数减1,用于计算B
2 i7 v. G) O6 Z j yn1(k-1)=x(k);
! v( P" t% l% K else' C7 l2 r: J; x' N* ]) c
x1(k)=x(k);' ~- m( ~- i9 z
end
# ?' ^) s6 K9 g2 h) S8 _/ eend
8 W( V2 o9 ~: v( M4 _* O%x1,z1,k,yn1
7 w! c' f6 z7 z' I8 z& C2 \0 C; B4 [# ^. \7 C [
sizez1=size(z1,2);
! ~' q2 k0 }* m, v: J6 k%size(yn1);% i1 e2 \0 u' s/ y5 p
z2 = z1';
! B+ d2 ~) l8 J- e6 q5 d1 Z i9 Sz3 = ones(1,sizez1)';4 N9 R: S8 B: N3 Z/ ?9 y# f* t
1 j6 L- I) w4 z$ H2 L/ p3 QYN = yn1'; %转置
) G1 d6 D; G; Y0 U7 U4 [# C) ]; x%YN
# P2 Y; F/ q A& d
* V+ ]+ @& U5 k1 i" xB=[z2 z3];+ R1 h. N- H6 ~9 E, l: q
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
! a7 [( F+ Z( Y' J( wau = au0';
+ M, a( J x! }9 X1 Z%B,au0,au
% C3 `+ T. t* U a8 [: p3 ~9 K2 C( B V E$ x3 [9 |
afor = au(1);
: f8 `- z# R3 c, q0 uufor = au(2);! C( H! N; U: b, F* N' x% a7 _2 F
ua = au(2)./au(1);
2 H1 B3 I& K2 \; H8 }, E%afor,ufor,ua " s7 W" \# M! z4 I* ?
%输出预测的 a u 和 u/a的值/ E4 n5 C+ h/ F7 k& k
0 b6 t5 O- g) c- H, X
constant1 = x(1)-ua;
( Z: q. B |( |9 [5 cafor1 = -afor;
/ Q: J8 q; d2 U/ o# fx1t1 = 'x1(t+1)';; `1 L6 O1 |& w4 a$ i6 D
estr = 'exp';
! Y) O4 e8 ]5 P3 X$ ctstr = 't';- W, O+ B% S( B) D
leftbra = '(';
4 d/ _- d& w! b; l* I/ A/ G R% Urightbra = ')';
& `9 r ]8 q' s%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra3 y$ A& V/ [ Z4 \5 t- }) j
; H6 Q6 l0 J$ l8 P) g0 z3 gstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)" D5 a! A$ H+ E( Z
%输出时间响应方程
7 x4 R0 e" R% u( ?
( x/ v$ q) \ Z0 B3 L%******************************************************
, e/ h& { s3 F%二次拟合0 m) z; i! C! u+ }$ U& Z
6 D. x6 E/ Z" d" {1 o# Q% q1 M' Vk2 = 0;
1 d# { y" N7 A% D& pfor y2 = x1
! W' n7 \ t; s3 M$ n/ b& i k2 = k2 + 1;5 L) E- m/ s; |, L& q. o
if k2 > k ( h9 S0 K6 ] H# j7 o# K/ w
else! l W! }3 h1 B! J. r% V
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
& Q5 ~7 H4 y3 r1 m% y1 s! v6 F1 S end( Q; e. O( R, F4 }3 x4 U
end; K. | i0 O, V, R0 Z
%ze1
, I6 ?( X4 U5 c1 [! \8 }! d# \
2 H# o( O8 |- H0 x8 j$ x, Gsizeze1 = size(ze1,2);8 u1 l' F; L; g4 D4 p
z4 = ones(1,sizeze1)';
- B* G. m5 I+ G1 L3 IG=[ze1' z4];
) c- b( X( M# K! [5 G: hX1 = x1';
# m: Y9 d. C$ S! n; I% Bau20=inv(G'*G)*G'*X1;
+ \) b9 `* S: R! cau2 = au20';+ h% o- Q H) L& N- g }
%z4,X1,G,au20; G' @' w- T/ t3 Y
2 Z7 E7 J+ J( I' O6 SAval = au2(1);
) a7 U# @1 n' gBval = au2(2);3 o: t' }4 L2 y- ]" V. J
%Aval,Bval
0 x) n6 l, Y5 U%输出预测的 A,B的值
, w! a5 U- c6 f! m1 v0 |; P
% `' w/ q% t8 T: Vstrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
* I& m4 h" F+ c" J%输出时间响应方程
, k$ H2 k/ e7 l' P. N. z
' p+ c- Z0 ~. i: Xnfinal = sizexd2-1 + 1;5 g8 \/ O! T% E' C: P/ U
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入 }1 N2 A+ r: g% J' T3 v
9 I, b& N* ?) o0 h
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;" k+ W: s0 s1 g! Y$ @9 H4 h
%预测的步骤数 18 Z9 n s. i. ?, ^; l6 b& f
) x7 P! u n% X! _for k3=1:nfinal
1 W8 ?* ^# m8 c3 w x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
* d1 ~$ B/ @8 M. l7 l( e& y7 v) pend: f9 N9 O. y W& F" L) ]. V
%x3fcast% f# ~: q9 C( U, L" I) a4 j
%一次拟合累加值
. {7 c4 U+ D# p5 p9 [6 z* Y8 S5 t; J# p/ ` p4 p- f2 G9 t
for k31=nfinal:-1:0! K; T6 ]( E. t) T. ?
if k31>1
' G: `% E, _3 D x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
* T4 i! {. m9 a; ~ else
: L+ L8 w; c Q9 z6 d4 @& u if k31>03 h+ f* O) r; Y0 r& _
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
- r- k: q/ O& L- p2 n+ A: o else
3 }* ]9 u% J$ ~( n) ~) n x31fcast(k31+1) = x(1);
9 H5 @0 s0 H- D end* |5 C {6 x. c9 E& O) {; i4 g
end
% H, H P; B* P0 y" h& `& a 4 H& W) O& ^3 q, i+ G8 L
end4 z$ b9 I8 c( Y8 G; w! ~5 ?' g# F
x31fcast
. F" D3 D" u. o. P4 a%一次拟合预测值
: s% N+ k2 X) I0 I- Z! v1 ^" N9 c. R! J1 i
( @' l! c( T, j2 g- r' b- S7 E3 Lfor k4=1:nfinal T5 t4 m+ v! @3 ^. w7 m9 y
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
/ \7 W# U; r, wend" e; c" `; R8 j7 Z8 q
%x4fcast- f. e; }& B- H: U
/ M8 U- g# l6 p
for k41=nfinal:-1:0/ T; M1 ^. f9 ~* M$ {! D7 z
if k41>1' \* Q" F9 t& p% [
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);0 l: Y* T6 P2 w5 ?6 T- a5 Y
else
W, B& c+ |* ~7 m) @! K# e8 G if k41>0$ ]7 v" z F: [4 P' a2 m
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);) d( F% p* a' O8 O
else
2 \4 c) ]& d9 i) \- a x41fcast(k41+1) = x(1);
& V" G A% ~0 N* { y; z% S; |+ m; G end3 M8 ]- X2 V, K( p
end
3 N, J5 V; v) R) H. a/ F; w/ W
( c. I J; u1 O5 b5 O5 }) T4 b+ oend
% ~# w" v( R8 u/ a, rx41fcast,x9 b. r# \# Z' v% M& U, a3 Y
%二次拟合预测值# s0 C) r) B. j' F
, o+ V# U, s3 m%***精度检验p C************//////////////////////////////////
8 @2 ]# m* B, ]) c6 Mk5 = 0;8 V$ _5 `$ h$ Z0 Y- n+ d% p a
for y5 = x
* u! {4 `9 m& v) w% h9 L# o, g k5 = k5 + 1;
/ E+ y; q4 w2 h$ c2 I if k5 > sizexd2
, W5 K5 H$ \9 R. Q& _3 W5 D( f5 O5 O else
6 a: x8 j0 Q5 T3 t2 p0 { err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
. H1 B; u$ y2 G) x& X. x end
4 C3 Z/ R3 G# m$ Z9 i4 g3 `end
' }0 s( v, b B3 C* f2 t. u%err1
# j# \1 m9 h1 k' n( D' S%绝对误差
( S& N- E* l- t: U8 g! w/ H
, A# F, C! c8 S# P; y
* v. h0 O( x7 B7 y* Txavg = mean(x);0 z# o, N+ h! s$ w. c
%xavg! H; T9 j5 p, j0 O0 ^6 ` V
%x平均值0 v+ p4 j/ q. M
E3 K$ J. G v9 P0 G2 [
err1avg = mean(err1);# N" U% N* v2 a5 e. y
%err1avg
% a, y! ^+ ~2 @+ {. N%err1平均值
, t! U# _0 E3 ?' `1 F$ U: K7 m: N4 W6 N
k5 = 0;; q$ W' ~4 I- W0 W" J
s1total = 0 ;. a1 Q" q+ |& H# x' T" E
for y5 = x
* F2 A, p( S- E: S) g, o: y! Y k5 = k5 + 1;
& f4 L4 c! ^- _* w& U) O4 Y: F; G if k5 > sizexd2
$ Q* l$ e/ \$ O$ v else! x4 m3 c: F4 b3 m9 U& m
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
) L" c2 t. g* y& V; c end
7 K8 m+ V! n* jend
% _" [+ q% h: {7 C( ps1suqare = s1total ./ sizexd2;
9 H2 T P2 v% C1 as1sqrt = sqrt(s1suqare);. T' }& O3 |+ Z1 j! A. f
%s1suqare,s1sqrt+ x5 X+ D' x8 T1 D! [' ?
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1. N# \# o. D5 l. A! o8 Q
7 ]" P# f: @- R
k5 = 0;
3 O$ o6 S9 F' [1 as2total = 0 ;
" l2 w9 x! h6 Zfor y5 = x
' N0 A4 w; K2 b2 P8 J k5 = k5 + 1;
! S* G9 W' _4 H8 z8 A if k5 > sizexd2
3 N, r+ X: x0 C k$ L% L+ C% x else. n3 y0 {, @+ A
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; % m& O/ g5 J. m8 c( K. u2 k1 r
end
4 w9 l1 a4 p- s& D5 G% S7 [7 uend
2 R5 }& ^+ r: }& w0 Zs2suqare = s2total ./ sizexd2;
& H7 f: M2 P* y5 v! @3 V, a. c! h. `; g%s2suqare 残差数列err1的方差S2) }( B6 }: |: {; u# H$ u9 s% q/ M/ R
! E# R0 {# ]* B1 K( l/ P
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);' d) M L* f4 r8 X" b
Cval
9 b! b' }) ?# w/ a2 a2 S% Q3 S4 ^%nnn = 0.6745 * s1sqrt; U' G) G% u8 q; x3 t
%Cval C检验值2 N- r3 ?- h }8 e/ h/ `
1 |8 Y( ^2 G, h) D8 K
k5 = 0;
% E% V }; H) \+ [9 apnum = 0 ;
7 w/ |. L; Y/ O! Z' h7 Dfor y5 = x) M2 j0 ~: F# N/ B* m
k5 = k5 + 1;
0 {2 l+ q& p5 m, a" |1 H# D) j) k if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
& ?4 D% x7 R& z& ?) H4 X pnum = pnum + 1;
; D1 b3 h& P, t) c: g %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) $ X- e$ _9 v# ^& X N. ^, i
else# Q+ T+ @$ v+ p: l3 b% E1 S
end4 D6 l- h% |6 h9 w4 X9 b( q2 l
end) |' s P3 l* [' C. E8 g7 M( T
pval = pnum ./ sizexd2;
5 J( T7 T7 ?: |* t. B+ i, u Kpval; p0 Z9 C! z2 w: B3 y
%p检验值) k; z& z1 Y* t/ b- n2 e
5 k. i: }8 h0 D. Q6 E: E+ X%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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