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) t7 {2 | L; @7 N( R2 i标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴 # h! ^. y E& t
7 ^1 T8 v/ I3 }. Z%by allen @ 红嘴海鸥
% M. H3 O Z) @1 Y/ k, e! [: v" ^%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
/ p6 y V( H- ~1 m" f$ P0 f5 ~( L/ i- h
7 u2 ?( i: t; R) U( Y%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) ^8 F# n0 p/ \
2 S* }7 y, [: b1 _: L%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
/ {/ X( a/ g! v. Z1 t
2 k; R' A4 s& N" k) ]' Y%二次拟合预测GM(1,1)模型
' d9 l( R( V/ H9 F+ ~6 hfunction gmcal=gm1(x)
+ O8 L' ~0 M2 V- {8 Y2 ?sizexd2 = size(x,2);2 V* ]6 d* i0 t3 ~6 F" h0 l+ x
%求数组长度
7 s+ t: `2 g$ l& ? ?. [5 B- K# a
k=0;4 q v! [5 _7 v3 V5 A! l# ^" x* @
for y1=x& N |) M1 h m5 T# {8 G
k=k+1;' D, t9 Q) ^: W8 y- |
if k>19 B |( ^6 `* Q. z; L
x1(k)=x1(k-1)+x(k);
- S8 B: _- E/ f" V1 Q! N \9 u %累加生成
" Z- l; l. v6 e! u4 v9 H. e z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); - M& e# L: t( K# k4 d. |/ \1 }
%z1维数减1,用于计算B z' ]7 r& Q7 o
yn1(k-1)=x(k);* l o8 R9 q$ m5 ~ i
else3 G1 U5 m3 L* r
x1(k)=x(k);
+ v' Q0 @- O4 D end$ v3 Q; |2 M+ z+ P6 t# E" l
end6 t7 C! S% N! w2 D' @* O
%x1,z1,k,yn1
! B1 z0 c9 m* J" {& m
L& H: v, ]; J% F3 m! b% gsizez1=size(z1,2);3 B, s6 C: Z* \ c
%size(yn1);
. W; v6 _ H5 [z2 = z1';
) l/ s! i4 E! B3 F# O6 q1 az3 = ones(1,sizez1)';
+ V: s0 P y" S }3 H) v0 }2 b; P) N$ ^+ }5 w# t
YN = yn1'; %转置7 a- j& Y6 l+ N. I% I5 O2 ^+ S) O
%YN% I% z* W6 K* d2 z+ _8 I H8 n
u, V( l# k8 D7 x N8 G: J
B=[z2 z3];5 [; B# c% y2 |& t
au0=inv(B'*B)*B'*YN;
: Q2 r! O5 |2 t. c( Zau = au0';
w! x: J, Y6 b3 ?( f1 j5 Z- \%B,au0,au
' ~$ M1 s/ J9 R4 S) b( w' I* i1 x2 h2 C( v
afor = au(1);
& S& k+ b! H- X" A' @! qufor = au(2);
$ g/ O2 [: Y; m* J c. r& G7 d1 Lua = au(2)./au(1);/ M( t) a$ w# n) W: n1 ~& e
%afor,ufor,ua
0 ~$ j* |5 u# t3 S%输出预测的 a u 和 u/a的值0 \% \. S' G Q. q0 e
2 J( q/ m4 I/ Z% ~constant1 = x(1)-ua;
+ }' n9 e0 p P I2 e! mafor1 = -afor;
# H/ s( Q5 r( w" u% J* W6 a$ n0 `x1t1 = 'x1(t+1)'; O' Q2 q# ^. y$ |3 y
estr = 'exp';5 o# Q. l% f+ `0 [9 b: ^+ {
tstr = 't';5 ~6 r! O7 J* Y% a2 I
leftbra = '(';- D9 L# h! q+ A: n- a$ f8 ~# y
rightbra = ')';
5 q" @( z! w" |: d! N%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra* z7 X5 _% T' z& o/ s% s
& a# W+ ?) g( }/ R6 t
strcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)( Y9 E% o) P S t
%输出时间响应方程
: k( s( {2 _6 k, k R/ C' ?+ n0 q* [" t# @; O- h: a+ ]
%******************************************************; j2 g; p; H w! B9 H
%二次拟合
! K q4 C% s0 ~+ V& R6 c1 ]0 b+ m7 \0 K
k2 = 0;5 H4 N8 O1 C7 q. c$ V
for y2 = x1
$ [9 n' J! W( Q! t: m; @ k2 = k2 + 1;% N4 r! {5 @. B5 y+ U* ^
if k2 > k + ]3 h' c: ~- H) p8 s9 k0 I, N9 l+ X
else2 B; n! A0 N% H$ j) R8 T
ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor); 0 Q7 @" x, K/ p* }
end/ C* _, ]5 a# o2 x5 {# P, ^4 b
end
5 U V5 J; L3 ?4 A. Z%ze1
h; L' m' G) C: O( F" ]( q0 w* ]) N% |
sizeze1 = size(ze1,2);4 c5 d8 u! u8 C+ z6 d& r) h
z4 = ones(1,sizeze1)';
7 a- }; n6 X' v6 VG=[ze1' z4];" }9 T- q1 X2 H3 ~3 l
X1 = x1';
) N* H- S6 i4 }+ c* tau20=inv(G'*G)*G'*X1;
+ h7 a# u/ U) T9 }3 N5 h# v: Pau2 = au20';! V! f' F b. S0 [# C# H
%z4,X1,G,au20# h! b( H. k" I8 ?7 [* y
* E8 R2 G* ~. r3 _1 o
Aval = au2(1); n) s7 K9 j' ^$ A. S h
Bval = au2(2);- F: {, g) x8 f k. a- B
%Aval,Bval
: {+ j8 h; w7 V# a( Q%输出预测的 A,B的值) z8 R: Y% @( @
! {/ b; X' J# Y( }4 p
strcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)( n* {6 ]1 o1 I2 W; I+ p% m, z
%输出时间响应方程
$ h r' O8 ~% ^, O% \) X4 ~' J* x$ E2 Z$ e: Z# O1 F9 W, d- F9 }. X
nfinal = sizexd2-1 + 1;, j+ @4 M9 g1 r+ w) c, ?* U
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
9 \/ J4 ]4 q q! J/ F4 ^' R3 \# }
%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;
9 p, j0 P; K* X E2 i%预测的步骤数 1
: w3 F2 G3 _2 f$ |
& X9 }! Y, [) L" Q, S) Ufor k3=1:nfinal4 m( u; j! H8 w% N' [; N/ U4 b
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;- q" q0 N7 r5 e: E2 q, n: j
end- \4 Y& Q8 g# [) G9 B+ u
%x3fcast! Z+ h: M' O' g( {- p; t1 [3 p5 [* h% w
%一次拟合累加值: ^6 p- W9 U# ]8 w, Q! g/ f2 q
* x' a4 e4 G- F% G0 ]for k31=nfinal:-1:0
2 `) }5 V& A9 Z# Z4 ]5 R9 k7 S7 B if k31>1
% V* f# B& }. |5 _* F. k x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
0 {0 O& |. O; y0 q$ K else( e/ M4 e. p: Z" a0 Z$ p' R
if k31>0
0 Y, `: e. C; n, y9 y3 I x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);
) U2 ^, v/ Z! @: _, l. l" R* S else% \( W6 c' W! L9 X: _
x31fcast(k31+1) = x(1);3 |) M0 t+ S3 m& ]
end9 M5 O* X0 U8 H
end
, F& _4 p5 l2 e 9 P7 c; d1 F0 u/ s- j
end$ z2 ~& }4 ~1 F/ {( H( h
x31fcast% z* U8 V ^4 d- C) m
%一次拟合预测值
% ^' L; t+ D7 H# a5 Z& M2 z8 X+ y1 S8 g
+ D) t3 D6 D; ?2 wfor k4=1:nfinal/ _7 Z3 V( i0 T4 r" R0 |9 C
x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
4 S1 {' f% ^9 R, z4 U+ rend
* L4 ^" g7 s- T9 C%x4fcast
& g6 m4 B' g+ ^; l, m" X
/ x) i2 }( V$ Q( Wfor k41=nfinal:-1:0- C# o9 n/ K$ K3 y
if k41>1
8 _4 {) e* L1 D: ` x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
$ i4 ?% m3 h- d% D8 ^1 P+ C else; {4 c0 U9 g7 s! K: Y& s, a7 U
if k41>0, G+ S; V1 w; Q! b: z' d, T7 |
x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1);4 j3 ]% j! D9 j8 H1 Y. I5 ^
else6 N+ a: O; O* |2 A; C- x
x41fcast(k41+1) = x(1);6 O( }: j' D; y7 e0 h6 y
end$ b! k/ A4 `; Z3 R9 B# V$ C9 n2 D' E3 t& C
end
) D. p. \- D3 @* u( ~+ _) i. F + b G5 c6 Q1 S% k
end
- g( \& n( Z( ~& F) q; `! F3 ]x41fcast,x
8 s( Y! V3 z: Q%二次拟合预测值
1 z" y* @3 q( |% w& I# u2 {
f' L8 v4 h; _8 w6 Q%***精度检验p C************//////////////////////////////////9 y( W! z/ X- _- f; s, @% J: r
k5 = 0;
8 O0 H+ r9 m0 q0 c" ]/ M& N' Dfor y5 = x
; Y* w% N) p. { k5 = k5 + 1;8 } Q' q. |% J% W( F
if k5 > sizexd2
$ f! v B* f! s else
/ D4 j* z3 ^- x9 V2 R! m err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
5 C2 n/ v# a# [4 K& k( m7 q7 T end) F- r6 ^8 b/ ]5 I& x# l
end
. F. L, e5 {: |3 y m%err1
1 Y% o/ F; a) v1 V%绝对误差
9 L/ f2 ]! b6 G& c- y5 G4 t
* S" d. Z6 c; p: U2 m" b
, D- ]! b* k( y) F( \xavg = mean(x);
6 X: F; w+ P% p0 I%xavg
' c( V* y# q% i$ z1 j%x平均值! v8 u& Z3 k( w& a8 k6 p. B3 Y9 s
: j0 c A! |: e- cerr1avg = mean(err1);+ f* T! s8 M; ~. {! W" ]
%err1avg
) R. _% t& R* l2 U' o; S+ Q%err1平均值- `- G, T Z; m/ w5 q n
$ Z( d4 I& p7 Q0 Gk5 = 0;
- T3 u5 h l' b" K- O is1total = 0 ;
1 n/ E4 h# A$ kfor y5 = x
+ Q1 g$ @8 O2 h, w. b$ t. d" ^ k5 = k5 + 1;
" s( N, L5 z! u9 q+ ` if k5 > sizexd2 " d2 S8 m: T% Z2 C4 G
else
& ]) t E7 O1 h$ d s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2; ( ^. w5 {* [' a0 E0 u
end
& w, Y" z8 {7 e) V8 `end$ S# `/ k5 `. t/ r& i1 P
s1suqare = s1total ./ sizexd2;3 y" x+ L7 q( s
s1sqrt = sqrt(s1suqare);% E _% i) i( }: ^* Z. K4 B- a
%s1suqare,s1sqrt: q4 b3 M2 `! l: Q
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1/ j2 u# Y3 A! i7 x I! X
9 [( O+ U# y1 Q7 w9 r4 ?k5 = 0;$ Q3 g' b; p7 \+ @6 M- w
s2total = 0 ;
! t5 T) F c3 T, w2 s# \+ Dfor y5 = x; d) Z: `& ` ?- c4 Z' K
k5 = k5 + 1;2 n' _& G. \. O5 U
if k5 > sizexd2 6 o/ [; C) w! g+ @* a* S
else0 O7 e& e- W1 `" ]* {
s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; " Q% W$ g4 x0 G* `* F5 y
end
# Q( A( V( ?$ v2 F1 vend
! R: H" K9 z! \8 K. G/ y8 G( T0 p# is2suqare = s2total ./ sizexd2;
( h+ c. N/ X: J4 u/ Y7 G6 J%s2suqare 残差数列err1的方差S2" b, [2 j2 w0 k
+ @: t6 G4 u0 Y7 C7 G4 s/ o) @5 c
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);1 `5 [9 p$ I0 W( I. q8 ?5 k
Cval7 r( W3 L( |; F. E1 g F* }
%nnn = 0.6745 * s1sqrt
: d- Z9 j/ [% Q" ^%Cval C检验值% I1 ]" M4 J9 N. s7 b5 R+ w/ M
4 p# A, ?$ S! b% I9 A6 v
k5 = 0;
4 Y4 t4 L1 V" g {+ opnum = 0 ;/ n* u' V b8 N7 F. Y. J
for y5 = x
% _4 |$ t* z! O9 K; `4 e k5 = k5 + 1;
* D2 J0 R5 D3 ^3 h. n& T if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
& V7 c# C9 P2 i& u pnum = pnum + 1;) O/ G, B8 ~7 j5 z
%ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) 6 m4 O- j! Z% L1 v
else. }1 {1 L$ U0 |( ~+ r' n
end9 @( Z R1 Y/ X) n9 o" o
end
4 K) N2 A1 z- {, t) kpval = pnum ./ sizexd2;
9 G, q( g# y" H- F% Ppval
3 q8 z/ w: D% [( P+ n* b+ K%p检验值( m# I) @3 S- \+ U& g6 \% @) N
1 C% @2 D. S/ f* K. E6 e d" ~4 S
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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