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- d* \0 u; U' k/ i; _4 X# U( Z2 r标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
/ Q- Q: n/ s4 @, h- Y6 k4 d- t
, A2 B; [5 e: Y' i% ~/ M! ~, v; H%by allen @ 红嘴海鸥
: |! d4 v4 m+ U; w; v0 @%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
* d0 _; g4 ^8 ]% q' @+ ]! v& L& ?( M) \, P: I# t5 T C
%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
, r" B( l! P; n9 l" @! D& p. q/ t$ ~: A
%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
9 N% r' [6 Z7 V- K+ A2 u( i- d- W1 b9 O! C0 T( I n
%二次拟合预测GM(1,1)模型
2 K. Z1 p6 u6 k Bfunction gmcal=gm1(x)
. Y! M* k5 `1 n7 Y& j" Ksizexd2 = size(x,2);
3 \. W. k" N; F7 D%求数组长度6 c" o/ l# _& Y0 U7 v
! e5 P! |) Y3 t: }1 _% E& `7 Uk=0;
7 _) Z- c3 A( tfor y1=x
3 b. ^3 e1 F$ I4 i& D# \# j8 U k=k+1;
. @6 G l+ D# V a if k>1* E8 k* i6 p8 F2 j* [- H
x1(k)=x1(k-1)+x(k);7 r3 A% m1 u! A
%累加生成
8 [% Z, c+ s) X: A9 Q z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1));
8 [0 w1 u" Z: n g. {4 } } %z1维数减1,用于计算B
' p. F F F5 ]- o' ~ yn1(k-1)=x(k);
M. L( R% [5 ?6 I else
! |. U$ N0 n5 b1 K1 Y x1(k)=x(k);
o5 A) ?9 K! E end
. y9 J% R; \% R2 eend
- G0 p# J+ b# H6 K; ~' ~2 h2 |/ r5 j%x1,z1,k,yn1 @3 v6 S# P1 R+ Y0 ?& c* Z [( w
& l1 X* r" \) j1 P( N$ V9 @" ?sizez1=size(z1,2);
* W) |, H1 D- m0 b9 y& ?%size(yn1);
/ H8 Q* s2 h1 v7 F: Pz2 = z1';
& {" r+ }) A E2 q/ @3 ? O+ j& z" mz3 = ones(1,sizez1)';! d0 g$ p1 F$ W; r& r" ^
: P, I& a4 `! J: A3 t) [* q* O0 EYN = yn1'; %转置
7 U6 _, E# y3 L, r* ?, T%YN
: M2 A6 Q! o6 b7 ]( Z. K3 N$ v& z
" S4 n2 o U8 ?: g( uB=[z2 z3];
6 N4 ?$ x- P M" d+ Q# J5 C% Xau0=inv(B'*B)*B'*YN;6 V/ }- `3 o5 w, `& @
au = au0';
( R6 K1 a( M9 L9 C9 g4 O%B,au0,au& S5 p, @6 o# A M5 B
# @. e3 P4 u. J) z- ?* q
afor = au(1);
2 \9 e& }: J. J+ j+ \ufor = au(2);+ m W7 H$ k. y
ua = au(2)./au(1);
+ }6 Q/ l! V) w, e5 n%afor,ufor,ua
* }% J) u% B5 p' c5 X1 d%输出预测的 a u 和 u/a的值, X* E- d% Z8 I" `0 f
$ R3 Q5 l' T7 ]1 T3 w' M
constant1 = x(1)-ua;& j- [$ v$ c$ x) q2 @) L: m
afor1 = -afor;
6 ^/ E- c0 s: a4 l7 O% Rx1t1 = 'x1(t+1)';
, M+ s* j/ t. mestr = 'exp';
7 F9 q! k1 Y g& W0 m; R9 \tstr = 't';
6 K6 H6 C o; U' D. }1 U6 jleftbra = '(';7 h' U v! f, H7 O% Z; `. A8 L
rightbra = ')';; w3 V5 N. m! l! y& h, b
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra* {, K5 t# V% c/ `
0 m& L, E$ u3 Bstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)
9 N) U) [) [1 z# E9 ]%输出时间响应方程
7 P3 v1 n4 _/ n7 J s3 }5 c- V
o. [6 ]) d2 p& }8 z3 U%******************************************************
9 F% d+ V% j' m* K/ d& g%二次拟合) o9 |" x8 v8 l4 f/ J: l3 e
, e) J4 A1 }- O, j$ M
k2 = 0;
" f2 i, N, `( J, e5 Jfor y2 = x1# h2 r4 D& ]' \# w- \* |* m1 X3 L1 y4 w
k2 = k2 + 1;# A6 f; x1 {. D2 x
if k2 > k l) k. o% t, C& w) N
else- H. c9 Z) Y x; u
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
: U0 u" Z2 k0 L1 @1 k7 l end3 W c- o0 Y+ n$ A
end
( \7 {0 F- q. W, W6 Y+ I%ze1& a2 o X% r5 l# @( b& U$ \8 U
/ N3 I3 `4 ]$ ?7 g
sizeze1 = size(ze1,2);# R* X& @, h, I" h
z4 = ones(1,sizeze1)';
5 Q$ Z9 i d1 A8 @. L& B* I# v: Y+ SG=[ze1' z4];. i4 ]& U! o- k) j8 t. U, e9 r
X1 = x1';
" T E' X. u( M! i; ?au20=inv(G'*G)*G'*X1;
# |: |! p6 }0 Jau2 = au20';
* f( ]; ?$ m( d. B- Y%z4,X1,G,au207 F( H# H \0 q, R3 q! ^
) g. r. g# Z) q Q. _+ R |
Aval = au2(1);3 h/ G4 G/ g. V: e# Z) O7 Z2 D
Bval = au2(2);
% X# N7 A- L' ?3 F%Aval,Bval- Y2 O- t0 c- B* V1 E
%输出预测的 A,B的值8 g. P$ {- \: ?5 S) A
. ?9 A+ R1 f5 F. [- [9 H
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
- r3 m0 K. h# @%输出时间响应方程
% i7 {) m; Q! W2 J+ p
: e7 W; T @" b2 c/ infinal = sizexd2-1 + 1;. T* S9 T a! y3 `3 o& J4 s
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入/ Z2 y; u& r I0 i- v! s% }; O
2 v/ Q/ Y* ~# O
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
9 o3 i2 f/ L# u+ r%预测的步骤数 1# I1 }; m2 @! n; {2 W" O
. Q# [5 q! b8 t* n- y) @* a
for k3=1:nfinal, S1 [) p( U. m5 K: a k$ p" r' a
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;/ k% M' G. k. f5 M5 B
end
$ d; `$ U4 G7 F, ]8 b! T%x3fcast0 E. j$ T5 E, w- ~. S- T
%一次拟合累加值' f0 r4 G ~6 k- z: U/ J( b
4 j/ k& S G1 i8 e2 f
for k31=nfinal:-1:0
" x- W7 p; D0 @- N( b if k31>1! g0 ~" F3 [& z8 B3 Y
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);, K/ ~+ h9 ~3 \9 p* o' q( j
else
* y6 O0 S: l5 ?8 P if k31>0" B! q" f8 G! T) P
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
c/ V, o: `( M( O else6 m* g% y$ P# P; |: S T4 T8 I
x31fcast(k31+1) = x(1);( y, G+ C1 t' p6 v9 t; G
end/ L! S0 E4 k4 A2 r8 `* ?
end/ B2 ~: p# L A
0 ] H0 n u* c* Y/ Jend
1 u! I5 e# X+ `4 l0 Dx31fcast
7 A8 m `4 L. V! g/ C$ t$ t%一次拟合预测值4 T0 T6 X9 C/ R- q% q
. N/ |8 l9 B- O, j2 g# [2 H& O
" o# [: _$ ~+ X9 q0 s, d8 F' Sfor k4=1:nfinal
4 f5 k: d9 T2 k! ]3 u& a x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;' ]$ S7 a/ P) @" c
end* r* J. h4 X; O% u# K) s9 f: l
%x4fcast' ]5 I9 d% e( N/ n* @
& X$ z8 N- L" \for k41=nfinal:-1:0; I; G* X6 p# }) t
if k41>1
, F! `3 u5 T$ P4 P" b7 z x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
2 b7 H# ?/ O& f) e- L3 P else
a! h, k" r( Y& d+ l0 Y- a if k41>0* M+ w: q5 `0 Z; w
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);
$ d# S# l/ ?4 N' ? else
2 i" n3 {/ Z* g9 V4 H2 W x41fcast(k41+1) = x(1);; u6 b- P2 U% o0 b
end% B. ]5 `, v7 {3 H/ y
end5 W3 j/ J l, L) C+ i
* [. ]- I/ _- I D- F* q4 j
end
1 J* [ N* J# ^' S- B8 b# M4 G2 [x41fcast,x, V; m! {2 y$ F2 S4 j+ V; [
%二次拟合预测值5 N% Q$ V2 h, M. X$ F
/ R0 P3 @* Y% ]7 P! r& Q
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
0 E. `( S. C$ \" s0 \" {; X$ V' Yk5 = 0;
" h( [% z y3 xfor y5 = x
: W* @% E1 w' f0 T3 } k5 = k5 + 1;3 U) B9 O- U9 J3 q
if k5 > sizexd2 - T# q, ?" j4 u2 m3 n3 I
else9 y" ?, i. c3 L
err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
" b: L7 `) i5 P3 L3 c6 u end/ l5 E2 k, ~4 N% h! v5 w# a; s
end" {0 D% K( H+ ]$ V3 g2 ?
%err1
- c9 _' Y% T9 H+ J%绝对误差
5 o, B/ U8 S- D; O6 z$ Q
+ U% M1 o1 W' [+ | L0 r; M9 V/ Q# A6 v% C4 g
xavg = mean(x);
4 s( m* D+ e) S%xavg- p# p5 B c5 j7 E+ e+ F: C
%x平均值
* m8 |4 R5 ]6 S8 [7 O2 P ]1 @! t5 D) T3 _
err1avg = mean(err1);
1 m2 {$ \. o% ^# K' W2 j6 o6 @% n%err1avg
9 F, \* a9 N& t3 k%err1平均值* m& B" v H+ N
! l5 B+ n& c1 o V( u, t6 F$ m2 Qk5 = 0;
4 T* R: T& G/ \ ]4 q$ ]s1total = 0 ;
- ^. @) m1 U# p; Q: Xfor y5 = x+ Q% k) j' z- J6 s
k5 = k5 + 1;6 d5 A: s2 M% x+ }% \
if k5 > sizexd2 & i8 q W% ]1 p2 v+ R( `; ^" L
else3 k; j5 l8 L2 @8 D8 ^
s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
# f% |: T7 g2 j& o: W: _2 D end+ g3 n$ ]' \1 C- f3 g
end
% H( n! q7 S4 E3 Q- Hs1suqare = s1total ./ sizexd2;8 E, ^. D/ y6 _5 n1 m
s1sqrt = sqrt(s1suqare);
}. b1 }" }$ F- w1 l1 p% U%s1suqare,s1sqrt
1 w, j1 l! a' q7 ]3 R9 ?, H: x) f%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S15 u/ _' R+ R& e$ O
9 b, m0 g! R# c5 S; D: `! {
k5 = 0;6 I7 d* U- M& Q& @3 ^0 M
s2total = 0 ;
$ s, I! ^: b! p; j3 Dfor y5 = x
# L# P' O& |1 T" F/ N k5 = k5 + 1;( P7 W) s; h" e' v+ B
if k5 > sizexd2 ; Z. N8 s% h4 b' S0 S) ]3 V
else
$ h$ L9 y8 @5 F s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; : J" w# }3 q! ?$ f
end7 y0 V9 {( h e. K& I8 A
end
) m: c. f1 Q2 j( M* e; zs2suqare = s2total ./ sizexd2;" v6 S) n- I* j0 g
%s2suqare 残差数列err1的方差S2& C# g- `7 g3 n7 X. d
$ w5 U; U$ ]& o" ]% a; S
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
. z/ T% N( j# l5 ~4 W2 }Cval
# S" Z: B* T( @8 [ z" f3 g/ K%nnn = 0.6745 * s1sqrt
/ d/ T; P/ S" X) i! s1 G%Cval C检验值5 ^: ~3 h0 h. i* V! i" |1 {+ F
d( c. o' d6 ~7 x' { t+ sk5 = 0;) L. ~1 S( H5 T6 H* g* f
pnum = 0 ;
- h+ V; ^) S8 P6 dfor y5 = x
( F/ _* H1 R8 ~5 d2 c+ [ n k5 = k5 + 1;
. g+ a$ F; L" l J if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt6 {+ I' L! `* N
pnum = pnum + 1;+ @2 r9 X. t1 y: |% `5 R
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg )
" I+ V# Y5 V& i) j B: ? else
5 v' M6 z$ I' i2 c) m end
5 |3 _' i' s5 T# K. Dend
) V$ U# ?! b0 o' y' x% Ipval = pnum ./ sizexd2;: x5 h4 M& l& O0 ?: D* I
pval# M8 o/ F! I) R) U; S% K! v n
%p检验值3 z) Z$ L' }( L
( r" y" S5 {: j1 ]
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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