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) A. G& W- b1 R E
标签:灰色模型 gm(1 1) 二次拟合 matlab 分类:技术点滴
" t2 _* M4 ^* U( p2 i( @1 N" m5 T7 R
%by allen @ 红嘴海鸥 ( Y$ t$ D- E% C
%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
' N6 I# q8 V& R
' ?! N) a# K( b$ Z$ t, x%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 E+ L. l3 S2 }6 @$ {
+ q# }- L! E7 l* c%x = [5999,5903,5848,5700,7884];gm1(x); 测试数据
7 C5 u- h; d# b9 U/ a$ |; }+ ?4 ?, K2 `; j y
%二次拟合预测GM(1,1)模型& p* G, |: B, N# V1 {/ e( f# g
function gmcal=gm1(x)
8 A8 K' T8 o# l lsizexd2 = size(x,2);
$ r0 x2 Z: r$ T( ?- P%求数组长度
3 n9 k6 h' m% j5 m j/ l2 P% j% g( ?* `# `9 a( d! I$ D3 b
k=0;
' w+ P7 r7 i, Ffor y1=x1 g2 ^: e$ W' d. E
k=k+1;+ n1 X& X. E3 _$ ?! ]
if k>1
! @5 }4 |% K! a% e8 s1 ^ x1(k)=x1(k-1)+x(k);9 A8 Q, n6 \. `: X
%累加生成$ }+ |0 ^2 b5 R- s, h+ W8 T5 t. w
z1(k-1)=-0.5*(x1(k)+x1(k-1)); 0 w% m& Y+ O7 f' G4 {
%z1维数减1,用于计算B
. w6 v- `9 I7 j W+ J yn1(k-1)=x(k);/ V8 h0 M" V. M+ b X$ d3 @
else0 O+ n7 g' M9 @) H' W S6 |" m
x1(k)=x(k);
9 }6 P0 J/ q" t- I9 F end
! ~! w% h& {- O8 p7 I$ Xend
2 d/ p( |% N$ u) T% ~2 i% o- q%x1,z1,k,yn1
8 V1 A7 v: i0 ^5 S$ R4 L0 v5 C# _( Y# _
sizez1=size(z1,2);
& M7 @! |2 x6 s( d) s7 Y+ A3 n0 X%size(yn1);
$ c; i% G7 p f& T( sz2 = z1';
; k/ @* Y( E7 a( p) C+ a# _4 }' H* \z3 = ones(1,sizez1)';
5 _& G* z+ D Y; t0 y& m' q; I# B, z3 h( f$ M
YN = yn1'; %转置$ h) e: d. G$ s8 H5 ^5 q
%YN
R) X0 _( q. E( @4 A. ?, T5 e+ N- W" ]
B=[z2 z3];
% z2 Y7 ^ m/ ]+ t2 qau0=inv(B'*B)*B'*YN;7 P3 O# |* P7 B
au = au0';5 }# P1 \0 ?, a5 P" l w
%B,au0,au9 `, t ?2 u2 C# h1 F/ |! ^
8 I' d; G5 k2 h5 {$ W$ g1 v7 I2 j1 U$ m
afor = au(1);8 W2 Q, c8 ?5 h1 b; t% K$ ~! R
ufor = au(2);5 ?# v$ |0 V4 `; ~& d" }" x
ua = au(2)./au(1);7 }& G6 F5 a, [2 T# ?2 P
%afor,ufor,ua & t& S4 E( Z. n, K
%输出预测的 a u 和 u/a的值& q' o2 I" E5 t) g& R$ M1 M
; k) @$ `, W2 Z3 {3 u
constant1 = x(1)-ua;( ~; [7 h: S& o' ^8 H
afor1 = -afor;6 g0 P# t. X- f
x1t1 = 'x1(t+1)';. N& d! v2 ` h' J# k7 [+ ?8 Q
estr = 'exp';- C! Q% L* i5 F, H" ~$ B
tstr = 't';
3 M( ]3 H- ~* g! b+ `, Lleftbra = '(';' X+ u) p7 k) j; c/ a% m5 X
rightbra = ')'; y0 b- w) w5 M5 R
%constant1,afor1,x1t1,estr,tstr,leftbra,rightbra ^ L5 A9 V, p6 B: o# i7 S! W% s
* J. r9 R5 ]3 k, X8 F l) bstrcat(x1t1,'=',num2str(constant1),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(ua),rightbra)0 s- m& p' n6 X& c
%输出时间响应方程
7 R" ^& x8 X! ]+ |, a) w( [; f
( k4 U, p' U( Z: w- O2 Z5 X0 j%******************************************************
8 L$ G" N3 f/ a/ A%二次拟合9 a5 e' _$ R- q3 R. T4 a/ Z4 L
$ i# |6 [5 |9 ?+ w" v: N
k2 = 0;
4 E3 i! Q: x/ {7 L& bfor y2 = x1
1 P! F9 H4 {* d2 z: \9 g. R k2 = k2 + 1;
% H. q; ?2 S! f1 ?, T if k2 > k - \; P& H9 S1 k2 X5 b4 E$ n# i, a: ^
else
6 m/ J8 `8 s+ t) K" L4 N3 D ze1(k2) = exp(-(k2-1)*afor);
' A6 ]$ Z5 Y; k end' q0 J v) r. v6 i
end+ d3 w8 m& O% L. w
%ze1
( ]' [* z% }& p7 L, b2 |! n1 U3 e3 I) m: T) }( I
sizeze1 = size(ze1,2);2 U* c [, B- m, }- ~; `7 m
z4 = ones(1,sizeze1)';
2 b1 T; s+ V8 \ z. CG=[ze1' z4];
# r" W* { R! H0 ~X1 = x1';; @* U7 N' u7 ^
au20=inv(G'*G)*G'*X1;
1 C* B1 j) _; F1 zau2 = au20';
. M: o0 z- w: C/ T%z4,X1,G,au20% X6 H3 t* u8 a6 _# w& i
' N2 o, ]4 L9 q3 x- P) z) F8 ^# LAval = au2(1);, {. \" d: Z5 P6 h# A) @, U
Bval = au2(2);
4 h6 G5 }* K/ n5 U( x6 O%Aval,Bval
1 [( y! N1 X0 Z3 w7 K%输出预测的 A,B的值
2 j! X( ]1 y+ C8 [, C
/ t' i5 ?* B9 F) H; j4 G) ^4 q/ Kstrcat(x1t1,'=',num2str(Aval),estr,leftbra,num2str(afor1),tstr,rightbra,'+',leftbra,num2str(Bval),rightbra)
: R7 ?& F: |% Q7 [3 X4 t3 c%输出时间响应方程
$ z4 f/ V9 D- u4 o, v
1 k: N$ x7 M0 x6 \nfinal = sizexd2-1 + 1;$ n. k# E7 a; C4 W7 m% a5 L
%决定预测的步骤数5 这个步骤可以通过函数传入
& E- V$ W8 b3 \0 s& k
3 G" t( _2 U9 `( u, G% L%nfinal = sizexd2 - 1 + 1;4 x& r1 r9 t( A4 L3 G. t
%预测的步骤数 1
$ q9 E7 Z5 b- D( v! e- T, e/ h$ [* [" N) S
for k3=1:nfinal, a7 K: X% S( f7 ]8 D" T" L T
x3fcast(k3) = constant1*exp(afor1*k3)+ua;
3 p' Z5 L. O% j, |! X {& \$ W3 Fend
8 ~, T, H* L$ y& x7 U& T$ \6 Z%x3fcast+ P2 f# d" X- t8 y. D7 h
%一次拟合累加值7 k( V/ } G6 L2 D) m9 Z) e
8 @3 c0 u' p" L- M. ~) q& Ffor k31=nfinal:-1:0
9 T R: U, ~ c" t. p6 k: S$ ` if k31>1
' l4 U5 {- o. H) i: `# j x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x3fcast(k31-1);
F; f t/ \' a9 l else7 S, U& H8 @/ F/ g
if k31>0: J+ M4 U% y* e0 S$ R; z: G" \4 L& T
x31fcast(k31+1) = x3fcast(k31)-x(1);8 \) d- ~7 j' I* p9 A$ I' \
else
5 r* k! V) i' {; U4 v2 T6 f x31fcast(k31+1) = x(1);
6 D/ S6 u! z/ J end2 [8 V8 l/ w9 B6 |, m' Y/ x9 r
end7 s3 D7 ?6 I+ I1 }- ^8 H
$ U) T6 \1 \2 F) R& s% S
end+ x& k9 ^ ]) H
x31fcast7 H4 j/ H' T `0 K/ u
%一次拟合预测值
: a# O& O* D7 Q( `$ {7 E$ p. D' }: w; b* b1 x! K' W- P
M" \* p" @1 G, e8 D/ z
for k4=1:nfinal
& a ]9 B& q; z! f+ e x4fcast(k4) = Aval*exp(afor1*k4)+Bval;
7 t* S6 M/ q+ q/ O$ h, ~% V* vend
% `( Y, m4 T2 J& D1 g%x4fcast' ^2 }( W1 z8 T- o% L
' ?. a' P/ Q4 `1 d9 ]- e4 dfor k41=nfinal:-1:0
' b _ h* [, l( F+ g, g) N0 u7 v( B k3 _: N if k41>1
8 U* I9 ~2 R. N) [ x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x4fcast(k41-1);
5 Z2 l# @3 P3 E! o3 ] else- h5 v! d0 f4 ~- T3 O
if k41>0
, i1 p) d; r0 n* { x41fcast(k41+1) = x4fcast(k41)-x(1); L8 v# K, f' R6 Z$ f4 G D
else9 A+ E/ u- I# `- v1 b' u
x41fcast(k41+1) = x(1);# Y2 O6 Q% [6 l7 m
end
$ R1 B* ~( o$ \' W6 U8 f9 y end
4 ?2 j% S ?6 A! F/ t 7 W' y5 X) F5 S3 C1 R9 k
end' i1 ]+ V! r: s; W
x41fcast,x
& @+ e% _; f7 e. p7 h2 z, M%二次拟合预测值 W0 l( ~; T1 i- N) J
3 P4 D$ Q @8 {( `
%***精度检验p C************//////////////////////////////////
6 C" ]* n8 H' P2 yk5 = 0;3 [7 o$ ]: F; c/ F2 s
for y5 = x
6 b7 {7 v5 \( Q k5 = k5 + 1;0 P+ m- L, ~" C$ i0 i
if k5 > sizexd2
. M# g, \( f" [) R# n else
# t. y8 R1 e( J" i& D' k* h' P err1(k5) = x(k5) - x41fcast(k5);
7 s& i1 _! I z. L7 |- G end
% y3 f8 W7 h8 z/ Yend; ^' e/ t. r# |( t% U- v8 x0 m9 u
%err1
( j6 q w( m3 T/ q%绝对误差) \ Z9 J t" u3 N9 L
& r0 B0 t m& D
+ C; P- C+ ^' Y2 I+ M" p- Axavg = mean(x);# H7 c/ A* T; _: b L. p- t+ c9 r: X
%xavg
9 m- l- C# g: k) J* ^; }5 t6 f%x平均值
% D9 P4 V& B0 \ a
$ G: |! h0 G' o8 q7 d$ herr1avg = mean(err1);9 M3 C5 R9 C1 p
%err1avg3 c B) w W6 c& ^
%err1平均值
, [) X- o ?, m
4 b6 f5 |' ~7 @5 I) w! G- P8 D f3 |* Bk5 = 0;
+ K( L7 _- J" xs1total = 0 ;
. e& E, x9 ?0 ]$ l4 Z( W' ~, Cfor y5 = x) {2 D& ^, ~4 [ \5 g
k5 = k5 + 1;. } {( D/ W( C$ W/ A: x2 Z
if k5 > sizexd2 / U: j* G+ S$ d O
else
$ H% Y" R- i6 w1 w( w s1total = s1total + (x(k5) - xavg)^2;
3 s' }7 K- z4 L0 ~% _ end
1 \# S9 N2 c4 Q. o6 q* D9 Lend& b$ h6 o* E6 C' D- ?
s1suqare = s1total ./ sizexd2;
2 Q' i. {; Z f" bs1sqrt = sqrt(s1suqare);
9 Q- r: s9 O; v) j5 E%s1suqare,s1sqrt' Q1 s) s0 i6 `" ?
%s1suqare 残差数列x的方差 s1sqrt 为x方差的平方根S1
( D% k0 ^' G! J2 a5 Y
5 j! G& T& }/ Gk5 = 0;4 G- l; s* f7 N- v7 Y
s2total = 0 ;2 y5 e4 \- N" ~& U
for y5 = x& K8 i. \, i: f8 M- }1 @6 d
k5 = k5 + 1;
6 H+ D1 C/ ~1 S( A4 B+ l; d if k5 > sizexd2
G# D4 Z2 j" Q3 `! x else
7 ?$ ]- E8 z4 I' V2 u9 p s2total = s2total + (err1(k5) - err1avg)^2; + H" \9 G4 A1 J
end/ y8 A1 n5 r! d _' J2 h
end
- i0 e3 l2 }( P* g( Q4 S- @. ds2suqare = s2total ./ sizexd2;
( R- I! @1 ^( `3 T%s2suqare 残差数列err1的方差S2; H0 W2 `: |' i) c
) c% i8 _. Q: x" V2 W+ e1 j, p
Cval = sqrt(s2suqare ./ s1suqare);
8 I# \) y& m8 l9 p) m9 L, d/ z9 wCval
3 t' b2 [" G& n! H%nnn = 0.6745 * s1sqrt/ z" I& b) j/ D8 F( M+ V! Z. d
%Cval C检验值
) |: T. P/ R3 j: P4 v7 K5 t6 x4 e# Q2 ^! V9 U7 m1 a( g3 U
k5 = 0;
9 c$ ]: r' ~1 z( W- a }pnum = 0 ;* d! }8 P1 H4 C- ^
for y5 = x( p6 X, O* L. P
k5 = k5 + 1;
1 N! A; h Q6 g d/ @$ R4 R if abs( err1(k5) - err1avg ) < 0.6745 * s1sqrt
* `1 ?% J8 {( N: U pnum = pnum + 1;
8 V0 T& H* ]) M3 s% r4 l( c %ppp = abs( err1(k5) - err1avg ) ( X% a, b$ R( }
else
1 l# b* N. g- w, F end
$ U! M) ~3 h- H: L; N4 z) L8 Fend ]0 p! R7 D; E4 s* }% t8 s% W
pval = pnum ./ sizexd2;: _3 P* i- m9 ^! [+ \
pval/ I' v/ d1 E2 E% \
%p检验值5 `" O( o+ o* {3 Y. z/ l: ]
- m0 V( Y0 M+ y; o4 F; a% r
%arr1 = x41fcast(1:6)
灰色预测MATLAB程序.txt
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zan
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