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: I& ^7 q2 A2 b$ Q/ f
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
! ], E4 }9 W: e6 w/ V4 J+ [( w
8 c# G2 d1 O/ w0 R e- z%by allen @ 红嘴海鸥 9 X3 P) }; I1 l( p% ^5 N( P# g
%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
5 U5 _' j7 e8 ^, ^5 e6 Y* j* G& i0 p) ^+ f {! W, o
%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 h! B. p8 _$ _6 D- x/ v ?9 O% O
6 H3 }! ^5 C, ~7 d' |
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
% b6 H* N4 y; M5 ]8 S, Z; y" O( T. B) ]. m/ n, }
%二次拟合预测GM(1,1)模型
- D: }) i9 w5 Z2 ^ ]function gmcal=gm1(x)3 u/ l( D U# N
sizexd2 = size(x,2);
$ \; ~. n* ^8 O6 l1 ~+ Y%求数组长度. n, n8 ]4 a) e
( [" f% w) G2 ?* d: b* _/ ?
k=0;, c1 S, ?! J2 g4 x7 ~$ R. p
for y1=x
7 _; _/ p( J* U7 o K" I9 W k=k+1;5 Q3 P. H1 ^1 i4 M" l+ t. s" ^. v
if k>10 t, b9 [3 U2 a# s* A
x1(k)=x1(k-1)+x(k);6 g0 O8 ?: z# ^' c. |8 Q* r V
%累加生成
/ [- w3 t" @# h z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
" z4 I `% z/ _5 c5 o& }; y# [ %z1维数减1,用于计算B
( Y& ^2 s* s) {+ t2 \7 D" v yn1(k-1)=x(k);
- U( T o B1 P+ N else8 `5 n" g4 ]* u2 c
x1(k)=x(k);9 d; K" Y$ s1 @ s
end
6 Q4 ?+ G2 t* u+ p+ W3 b7 Hend1 L: x- o, _: O! z
%x1,z1,k,yn1
3 z# y) i& F |* v5 Q+ e$ e& _' f8 L7 v# i. Z# V0 Q1 J
sizez1=size(z1,2);
( R3 V5 H q/ `! R$ u o8 [%size(yn1);
9 \* a* g. k7 X8 Tz2 = z1';' o3 C" p3 E" l4 i, L
z3 = ones(1,sizez1)';; j7 H/ T3 x7 M, Z" w5 b5 n' d
5 r$ _* T1 o% ]2 N1 v' O, P/ yYN = yn1'; %转置
% Q7 `1 h- W3 `3 V%YN8 q3 b6 S# f0 v4 K! a/ J6 A3 y+ x
* U7 P( K. W- d' b. W4 xB=[z2 z3];$ }8 X3 A# b2 b
au0=inv(B'*B)*B'*YN;7 w% i) j/ c5 f# f( D/ d) z( t
au = au0';
% }% l# w8 Q% ~0 b/ m: f%B,au0,au
, n& \) r3 Y! k! \
8 C/ R$ ]/ r" oafor = au(1);% y9 ]& }' T, _
ufor = au(2);
7 Y; B8 o }; ^# }' }ua = au(2)./au(1);$ d% o& _9 R' Q
%afor,ufor,ua
! h+ m4 u) Z; n% s%输出预测的 a u 和 u/a的值
3 `0 D3 K' `8 F3 Z; ^3 s
8 `' ?6 D+ v* G: v, Y& yconstant1 = x(1)-ua;
$ K) X0 \. r( F4 ]7 p$ c" nafor1 = -afor;
+ o6 o" ^1 a! y% A2 x( Ax1t1 = 'x1(t+1)';
7 y, ~9 @4 }! P2 Q7 b! i$ D2 pestr = 'exp';
1 j" Y% H! ^. s! \# ntstr = 't';1 T) k3 h/ q5 T8 n) ~% ]) C0 y
leftbra = '(';8 `5 Q1 \' c9 q; B) f _
rightbra = ')';
* |/ R; n! Z7 r5 g. _5 w%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra# r3 f3 P, c$ M; o0 u+ i2 J
+ J X! G/ G6 k
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra); G i( {& A, g1 r- @) [" V
%输出时间响应方程
5 \5 h6 E" E. u7 [ X
3 ~" s) X9 @5 l4 ~( Q- W%******************************************************
; l* t% x7 s" F8 B9 s2 S; L%二次拟合
& |1 p) i' \& z0 [" M
4 U: p! L9 I7 n& Yk2 = 0;0 R& {5 C5 Q2 q0 Z% Z
for y2 = x1
1 b) a& a4 b5 C- {& H% G: T6 g k2 = k2 + 1;
! u3 m" L% T' E% L/ K% @ if k2 > k ' N4 x# z5 T: V6 F1 S* }: A4 r" [
else& v! W) e) ?( a9 K' T0 O
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
, m l$ M; L3 A$ e! ]: W end
: Z7 y& s+ z8 W/ jend
# W2 {) @; `* G; @/ V8 \0 t$ P%ze1: B/ h6 a2 a) v I: {, Z: c
O0 X4 A; `6 m# h+ u
sizeze1 = size(ze1,2);
7 ^! [; p" O3 c( ] D% oz4 = ones(1,sizeze1)';8 h' o$ P; ~2 I* B! y8 G" C; s
G=[ze1' z4];
. {/ T F8 \8 dX1 = x1';+ k. g* Z$ N, Y& v( Q, f
au20=inv(G'*G)*G'*X1;
* ?0 Q; [+ \8 g: pau2 = au20';
: M% `3 T+ p d%z4,X1,G,au20
! G; y3 F5 e; \6 r
D) r% @# r. kAval = au2(1);/ q; w4 F6 f' T( H! [$ T4 A
Bval = au2(2);* f. R2 R1 N3 p; O1 Z( |1 F
%Aval,Bval9 O* ^# N- ~3 \4 ~; {3 c: B/ v
%输出预测的 A,B的值
4 V. T! g3 k4 S' I$ g& l' C3 k! W+ h- J* n- q( h) x6 n
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
" r$ \) o3 e/ L) Y y) K1 y4 L$ ~%输出时间响应方程, H) |+ E, @* ~% }3 j
$ q( y9 A0 l& P
nfinal = sizexd2-1 + 1;' X$ u1 z& W$ X; A* _- C0 `
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
) M* v. t5 R$ I! T k- b
9 T: ?9 f0 @4 S6 Z8 t: L$ Z" y%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;' P1 H: r% B q+ j! E
%预测的步骤数 1
& [% [" ~9 L7 { A7 p! Z1 E3 W2 Q; U! k9 p {' K: H7 H& X' p
for k3=1:nfinal
. d2 r% r" S" n' X x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
: A( `. @) {) @; o( Jend
" ` ~: d& ^! b: f9 F5 B%x3fcast
' h/ @+ w2 J; C6 I& v+ ^; J%一次拟合累加值
! B% H0 j- w- e% }/ m' k b8 o9 i* V# S4 O4 t
for k31=nfinal:-1:0
0 B9 ]" m: v7 {7 g$ l* u if k31>1
& r& a* C8 s4 S; Y x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
- e3 Q4 ~2 p5 n2 ^1 y4 v- b else. B! Y0 V. b* ^3 q; h; t" ?9 o
if k31>0! U( [+ _: f% r+ k
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
$ I- d% u, i0 W. O else6 T% J7 C8 `, O' m- V% ~ c. U
x31fcast(k31+1) = x(1);
) {% Y& E- a+ j- ]% c end8 d* K3 _$ G1 l! j4 X
end
. E# g! M( d% r5 u& z" R/ ?; Q4 ? 6 z$ b- m# T) E1 S
end
- V# W+ b! R0 v& E+ s: bx31fcast% G& x8 L; R6 b3 l
%一次拟合预测值; q8 T( i e4 E7 \! R# R) U
, L* E! ?% |& F$ L; g/ o; \
, t! z* P5 {2 [, S* c1 Y! n4 w
for k4=1:nfinal( X; T( B ~4 M3 _3 q. \# p
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;6 I; f- ^: U1 X7 C/ S2 o! C
end
% d# c, K4 y6 u% }8 e%x4fcast
% w% X- s. \2 ^+ |- z0 ?( r8 a4 E' V+ |$ W! m
for k41=nfinal:-1:0 e7 a- a& ~$ L6 x
if k41>1
. m7 ^) H9 y7 ~1 E9 K9 D- W/ a+ _ x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);9 x( A* ^8 t6 I4 ?: v+ } H
else
, ]1 o! `: q, O3 X0 m( M if k41>0
0 {. m8 q# L8 z- \5 x x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
0 |1 W+ ?. L! h# z. n+ W else
& H. s; h0 T/ N8 |9 X" b x41fcast(k41+1) = x(1);& @9 r- z" p) M x8 [8 n, M2 k
end
' H" N" F( V4 ~ v end
# `$ A( C: ~; D, z* E * A/ p/ a" n$ t
end2 c9 }( d$ n' ]# a& ^
x41fcast,x
" z0 M' {! X- u l. f%二次拟合预测值3 {1 v' b" _3 K% |
/ X( ]5 f8 _& y: _7 e
%***精度检验p C************/////////////////////////////////// L& p$ q1 A9 f
k5 = 0;
8 ?( w6 r" z* ofor y5 = x- j) S( e8 V' N0 L m( j2 C" ^9 F
k5 = k5 + 1;0 x7 W8 t5 I G% m
if k5 > sizexd2
) _0 |/ e( l& T# \ else
1 [ f" e( [9 z$ e. X1 Z7 U err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
# A2 s- M! ~2 d9 F end9 J e* H- y+ g/ y$ t
end
1 n' |$ B6 E/ ^%err1- |. ~8 @. Z# |4 g
%绝对误差
0 U+ e$ Y2 ?$ w% J% N: M& q2 ^9 J2 h; w: J: \/ _3 |
* P& }1 O, U2 {7 F+ X& }4 F
xavg = mean(x);$ s0 M8 S! ~% g6 j' F
%xavg+ ~0 q* | [2 Q! }- f
%x平均值$ ?7 m5 q0 F7 U' E* |2 e
. }) A9 c+ l% U$ A4 v) U8 |, Y! w
err1avg = mean(err1);
3 x+ j' E* G9 R) y$ H%err1avg
) x3 w# ^3 Z% n) Y" W. W0 K%err1平均值; U8 O6 a: C/ b* Q
# C: s6 S0 q Z2 R6 [
k5 = 0;
4 [( s7 J: J9 x Zs1total = 0 ;5 d F- T0 Q0 _: R8 [5 _1 X/ l
for y5 = x
# G0 l* y; @+ F- n) D$ q' [3 e0 |2 r k5 = k5 + 1;
, ~" R4 n5 V; ~2 d if k5 > sizexd2
" t" r* K$ B; t8 R } else- g3 T' E3 A. {$ a
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; # n& L$ r P9 E$ v
end
0 b( ~& Z! M$ pend
* v' X- K8 E+ f; ^0 cs1suqare = s1total ./ sizexd2;
" g& _4 }3 Y/ P9 F& T# _+ F! B# F* Zs1sqrt = sqrt(s1suqare);
- n j+ [' w. A6 A%s1suqare,s1sqrt$ y/ H( X* e+ W! A2 U
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S12 ~: L8 L7 b6 [+ L
4 q& s) c7 } j7 l1 d
k5 = 0;, j% W7 t' s8 V. ?
s2total = 0 ;/ F" z/ G' q4 {5 H
for y5 = x+ Q& ?3 W2 N0 s; U
k5 = k5 + 1;! ]. B* ?$ q. K3 a' I7 |
if k5 > sizexd2 1 v5 P9 O6 K) n+ Z1 U' J
else B+ ^$ V) b4 _: }
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; . ?7 B1 M+ ]) G
end
4 f* N& @. X: S" C5 p! fend
# E5 M) x( Q, ]s2suqare = s2total ./ sizexd2;7 ^. Y2 v: V5 X/ f. W
%s2suqare 残差数列err1的方差S2" I" K* k- A6 k
: v6 e3 ]& Y0 ?) m7 h: QCval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
+ m7 ]0 k, c: w. l4 [% C+ x8 _: m* rCval
5 L2 b0 f& e! {1 `* c; y& t0 A% h, V%nnn = 0.6745 * s1sqrt3 m" b: ^ U+ G, h: ~! i
%Cval C检验值
5 C ~3 d2 N) w$ ?6 W& T$ p2 x; j5 V2 e; Z$ p
k5 = 0;: t; T% ~( B+ {% l( `2 \
pnum = 0 ;
, R3 ?8 R7 V* Hfor y5 = x, ~% W# r4 j2 d: p; r, ^, B9 U
k5 = k5 + 1;
) a# \. M) f1 u: [5 e; X if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
: w2 b& }" q! v8 r pnum = pnum + 1;# {$ \7 ^* i# q% K
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
; g9 t% H0 T; f: X3 p6 s' T else
1 Q1 F9 j3 X& U- q* H3 G+ O end
' l5 w8 }: W9 I5 Aend: C* x* z5 V3 S4 k2 w% p' @
pval = pnum ./ sizexd2;( n4 V$ x& g8 E+ e
pval* e7 l) y: q5 n- h
%p检验值
6 p g1 @7 t' Q1 X9 }" N. q% y* W) c7 s7 W3 C# ?
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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