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TA的每日心情 开心 2012-9-10 21:57
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[LV.5]常住居民I
4 ^# M6 }% g) y3 t; C
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 - \: E @- X1 _$ j$ }; B* }
; J; C! { F* ` %by allen @ 红嘴海鸥
{5 n% I# X! L7 M %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
9 ]- r5 N; e; u* s: m7 A& P % E7 G. j# S1 U$ 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.m
- [7 U0 n; ~) u4 X* S 9 p/ U6 n9 c) e
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
. P: Z/ c: R0 k! [ " g+ V$ V# B3 q
%二次拟合预测GM(1,1)模型
) ^9 R$ \3 n- \' s8 I7 h function gmcal=gm1(x)" a' H$ j! G& B$ D1 C# }8 u
sizexd2 = size(x,2);
2 r- M- Q7 R( ~% f! P# Q %求数组长度
& [7 M) D4 r' [/ m 3 ~3 I. P. n( f; o0 ^( }
k=0;* t; m& ~# Z- D# t8 Y
for y1=x
. S# `" u0 Q# V/ `3 V& r' \ k=k+1;3 h9 q( Q- _) `5 q* v: U3 u
if k>1
& @4 g7 _4 q g x1(k)=x1(k-1)+x(k);7 G, A3 Z1 f4 m8 y9 l. n3 b
%累加生成
. T( K9 {9 w% r/ w! e z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
& \3 `- }* }; P) E% W( U8 I %z1维数减1,用于计算B2 Z* u" \# x) B; Y& r; d
yn1(k-1)=x(k);# O- b% v' M% h6 t$ A: B
else5 ^" D; x& i( {. e; I" |
x1(k)=x(k);
m- @0 P. z; v; g end
& R4 S ?( x; K7 t, i$ G end4 I- D2 _7 k' T" b
%x1,z1,k,yn1
- |1 V% v5 b+ X# a
: O" {5 D6 W0 P! V3 U A sizez1=size(z1,2);
: N+ x8 | k, ^! r3 ~, I, I) ^ %size(yn1);, K! [3 F$ ?' a3 v& q2 P9 o
z2 = z1';) O! Q" H- }+ u; }
z3 = ones(1,sizez1)';0 P# t8 ?$ G4 K1 p6 Z
& P6 w1 d( k3 a YN = yn1'; %转置, y9 O6 _: I( o7 q M
%YN7 V2 H( {6 Q* |8 \$ N4 y7 ?+ c
& i4 e* y" u) i) K/ q+ x" U' N4 Z- C
B=[z2 z3];
, A8 a+ b D. i2 M3 x# W8 d9 ? au0=inv(B'*B)*B'*YN;
/ r& O) e0 M8 ~" _; I au = au0';
* G* [7 a( }1 j# W& R %B,au0,au
/ k( f, P9 l Y5 M {5 c' a: l0 `$ V0 `" s
afor = au(1);9 k3 ~2 f* O* Z6 H
ufor = au(2);1 C7 U- t% A6 ?1 G# Y
ua = au(2)./au(1);4 j7 t$ [3 B6 ]6 z1 t! C
%afor,ufor,ua
& d9 Z h, l! v2 B %输出预测的 a u 和 u/a的值- Q) a7 a' V& \6 L, A% y
8 E0 b. |5 D( w4 Q0 s9 T
constant1 = x(1)-ua;0 N5 ]1 u- _( d6 ?. K3 j$ C$ \
afor1 = -afor;; L v* H+ ]8 B% x) A
x1t1 = 'x1(t+1)';# Y1 S; g) F, i
estr = 'exp';
+ m9 e, f; J! P3 i: { tstr = 't';
7 N! p- l, Y8 L" h) g4 v {6 r( p leftbra = '(';: @* n& G- u7 H! o# u9 M" E
rightbra = ')';
- Y+ p4 K' l* [ g/ S( a& p %constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra
( |& E% Y( l( s( |) ?4 j3 b
7 S* U' f0 @* W% `. E7 ^! l0 w! T strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
# t# g7 t" F( Q# \1 m: T6 W8 @ %输出时间响应方程2 F; ~0 O, i7 X% J, X7 Z' I) ]
( ]" c) _1 e; i/ y7 |3 Y: A7 D& [
%******************************************************! j% D- o" L* a$ Y( K
%二次拟合
* K4 a/ Z- f! N4 a* W6 c5 G, O5 W 3 a o% V" z6 c7 t' ~7 M
k2 = 0;9 t) p w" ~2 _/ U
for y2 = x1$ ]2 Z# P) |+ S5 c6 ^
k2 = k2 + 1;! T# w `' T; X" S
if k2 > k
; y$ U5 \/ v, t4 U( a else
+ X* ~+ `& L( z" _: S1 d* |5 ~* X ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); $ Z, T" A# F1 C: b; q8 |
end
! {3 }5 E( k/ f$ Y, L5 t* v' K' l" y; l end% l" K5 m7 n! w
%ze1) q. C0 T2 C/ W+ j' p) i
+ v0 C9 G, ], h- b, L6 h. [ sizeze1 = size(ze1,2);& q$ Q- J: v% D; p8 ^0 |+ Z
z4 = ones(1,sizeze1)';+ B7 e# m3 }% O0 }* K
G=[ze1' z4];# t6 i% U" K7 S$ l k
X1 = x1';' j& D6 N0 c" \+ P9 R
au20=inv(G'*G)*G'*X1;
7 v" e$ _) }( C' F au2 = au20';4 y8 [ i6 j, ?2 A: x, G% L
%z4,X1,G,au20, i: A# `5 r0 P. _) y
7 w7 G9 ?0 s, e. @& d* ? u" m5 a
Aval = au2(1);
. U) X/ A6 m# | i7 L/ | Bval = au2(2);
9 M# c7 j; W4 g %Aval,Bval
3 n: A: z7 @. n# q& H1 S %输出预测的 A,B的值) N2 j5 Z$ ?- W& v% Q
1 W- W! ~3 |8 {7 v6 u x) ?- L' M strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)7 U/ ?. V) G8 x* I7 a/ J
%输出时间响应方程% |7 E* v+ k) p1 a
' ^7 {$ k" g- P0 V( Z nfinal = sizexd2-1 + 1;
( b9 V6 `7 ?0 ~* P2 V %决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
: |$ f6 F. I) [( }3 ?+ _ n / X6 _2 C: N- H. _0 |; X
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;5 k9 X2 v4 k0 b. [ z/ i$ y* l
%预测的步骤数 1! r. F$ F1 t; h# u# o i+ ~
( M* \& o g" O3 O for k3=1:nfinal
* r2 i7 G1 m, C* L( [: W x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;" ^4 q8 \* R5 d% M. t
end: o! u) o9 s# N; @: p2 F
%x3fcast) C/ n( Q& `1 a5 t, M) B( |
%一次拟合累加值
& Z5 m+ R6 j2 }# H * |$ Q( W3 b7 N( E! f4 C! b2 X
for k31=nfinal:-1:0
! a0 G; ?1 X8 K1 s if k31>1/ S+ \: n8 F) s& m" v5 g! l( q
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);0 J4 m$ H. S) R# a; C& X
else
: T" _* ?5 Q+ E! [9 { if k31>02 D" b r; V3 j! c1 [
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
5 O. Z A% W$ N9 }4 g: Y! e else- O9 E1 ]7 f5 q
x31fcast(k31+1) = x(1);( Y$ ~5 |9 V: ]: {: y2 f
end
: y7 m4 r! U: Y0 ?! C end8 V' k V4 q5 K# p& [
, F7 k$ c4 \; _ end
5 n+ i& Q3 t4 n) \" k$ Y8 V x31fcast9 ~# ?& x# ~( k4 p" z6 A2 d8 K
%一次拟合预测值" |$ [# J9 \" ~9 f" c& a
" Q- r3 [. b! H 8 E; A9 m! V* Q9 h! u
for k4=1:nfinal, J( G7 S3 ?; k# l5 {
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;8 D+ `" s+ c. ^1 R
end6 A% J ]+ a. g$ f& y: A
%x4fcast
% H+ a, o3 d$ u3 \; M4 G# E6 s/ Z1 H# q ) V, G9 B7 a6 d# s2 P% }; H
for k41=nfinal:-1:0
% e0 I1 k6 c* b8 B! y2 f if k41>1# a& T( e& f8 O5 Y
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);+ L% \) H1 q1 ]5 a, X" R
else
0 k: b$ X) o& W2 ?1 \ if k41>0
# j' K/ f; A; k5 v, `6 O# l, Y x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);- D; t$ i( \' c+ m: E: b
else, Y& {* `" a' E
x41fcast(k41+1) = x(1);
9 J7 d* @5 r$ V% e. Y end
# I6 G9 ^* R) ` k4 l J3 u. `, b, K end
8 b( } O' F4 H4 y2 n4 t9 c 8 @. j* c# J, o2 u) w, S6 w
end$ F ~' l3 n! H9 ]3 g
x41fcast,x
% }* M+ v6 g9 @6 L" P4 Q, a %二次拟合预测值
4 T0 W" h+ l* u' H; @3 D 7 }2 e0 g- d4 X. s
%***精度检验p C************//////////////////////////////////, q. t, s; L) [
k5 = 0;
2 K2 m, a2 ~, f& V6 j for y5 = x$ \, I- ?* |5 M5 l* |' N
k5 = k5 + 1;2 l# l4 q' n+ @( T" [
if k5 > sizexd2 * N0 Y% S" i6 u P! y8 `. B0 i
else6 A# E, J5 {* S8 k) Y! B5 R% c
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5); x, m, G. `" L: s
end0 y% z: d& {& h* r# |" e( c
end& x0 U& w0 |7 D
%err1
7 x" [8 ~0 Q5 O9 a$ I! w %绝对误差7 z( C v9 H, V
, q& c$ l. o6 D( k$ I/ H }8 c; _ ) V0 R% b6 e. K# ?) Z3 [9 A
xavg = mean(x);0 q3 N8 D6 X9 j6 [" u3 \
%xavg- E( A& I+ q+ |+ M0 ~% S
%x平均值' D# {1 U( f6 c
8 U1 \/ B6 G$ p2 l err1avg = mean(err1);
+ {0 g- T5 ?5 k1 N4 Z %err1avg
8 ?& h/ A$ C- J m$ W; E6 h; k7 d- I %err1平均值, d- A9 R; ?' C0 ^% X7 E) Z
: B9 }/ h) J% h# H+ k9 B0 j0 ~) J
k5 = 0;* `5 B0 W3 P& p/ B6 ~; D& S/ ~4 B
s1total = 0 ;
8 ~" q- n5 [( ~ for y5 = x, z# m' e& X5 C$ `5 N! l
k5 = k5 + 1;. D! |: J' V# P0 H+ N. y5 t' U* F
if k5 > sizexd2 & d5 k, H7 c& F. l+ b; i
else
* R$ E/ `4 N1 U# ] s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
$ x2 u/ o e* w# I1 G* y end
+ K& O$ r: a( J& W+ `5 ]) F end2 v! h9 X" Z, K- _
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
9 T& g) A6 s. q% Q4 H s1sqrt = sqrt(s1suqare);1 C# ~9 ^& O# X
%s1suqare,s1sqrt
# {# C7 m/ p1 P %s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1
5 A. r' H: ^$ ?- q ; l/ w8 |/ M6 k5 @0 q
k5 = 0;& _# W2 A% R0 A" C3 {3 i4 `
s2total = 0 ;
( e4 B% J/ k$ z& K# g( L% M for y5 = x
* i5 j6 Q7 [6 Z( |; x7 G k5 = k5 + 1;- Z7 h' w2 u" u& U* X7 F3 |
if k5 > sizexd2
5 y& u9 e+ H+ {" }! u7 p) g else
2 x$ K: `+ I6 N5 Z: w5 c/ O, v s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2;
. ^) M/ [. S+ u, O9 Z6 ] end1 H$ n. Y) {. _7 D2 f5 L
end; c; w0 V9 k$ m: o
s2suqare = s2total ./ sizexd2;. _& q1 B _ f- y2 ]+ c
%s2suqare 残差数列err1的方差S2+ ~: W$ l) A$ x. @ w" j2 T& G
; p- y1 ?0 |% a, Q8 N9 Z5 |+ i Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);9 x% G) @) _6 p6 z8 g
Cval
/ c, c. T6 D* w2 z. i# i %nnn = 0.6745 * s1sqrt. F. U k, {; ]3 K& W/ ?
%Cval C检验值
" c; |7 a5 S3 H$ b, I; U/ m & E/ r7 r. `& p# w2 t7 A
k5 = 0;
" m3 a6 ?/ h9 `, p3 o6 C0 M pnum = 0 ;6 J. `5 r8 H l: E# X5 s. \
for y5 = x5 w3 _& `8 p3 B( N E K4 z- v
k5 = k5 + 1; P8 v5 N3 I8 N7 {! |
if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
- _+ A* K$ i! w9 W pnum = pnum + 1;: A: f( ~) b2 h
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) 1 ]0 D3 u; l, v. Z
else( R3 o& s% K. v/ P# `
end( R, B0 X# L: k" w8 U) \7 j% H9 z' [0 ]
end. G4 h$ z+ w2 ^" B
pval = pnum ./ sizexd2;
0 q, p( R9 p+ y e1 e% K/ g pval
+ t8 P$ d" C% z3 c. h %p检验值' u! H3 v! J2 J
E3 o; _2 z4 k6 z
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan