预测

鉴定预测模型输出

描述

YF=预测(SYSPastDataķ预测一个确定的时间序列模型的输出SYSķ步骤进入未来使用过去的测量数据,PastData

预测对未来进行预测,时间范围超出测量数据的最后一刻。相比之下,预测命令预测过的测量数据的时间跨度所识别的模型的响应。用预测以确定该预测结果的估计模型所观察到的响应相匹配。如果SYS是一个很好的预测模型,可以考虑使用它预测

YF=预测(SYSPastDataķFutureInputs使用的输入的未来值,FutureInputs,预测与输入信道的标识的模型的响应。

YF=预测(___OPTS所使用的选项设置,OPTS,以指定其他预测选项。用OPTS与任何先前输入的参数的组合。

[YFX0sysf)=预测(___也返回所估计的值的初始状态,X0和预测模型,sysf,并且可以包括任何先前输入的参数的组合。

[YFX0sysfyf_sdXx_sd)=预测(___也返回所估计的输出的标准偏差,yf_sd,状态轨迹,X和轨迹的标准偏差,x_sd。与任何先前的输入参数的组合使用。

预测(SYSPastDataķ___绘制预测输出。与任何先前的输入参数的组合使用。

要更改显示选项,右键单击阴谋访问上下文菜单。例如,以查看预测输出的估计的标准偏差,选择置信区间从上下文菜单中。有关菜单的详细信息,请参阅提示

预测(SYS一个linespecPastDataķ___使用一个linespec指定线路类型,标记符号和颜色。

预测(sysN sys1……,PastDataķ___图预测多个识别模型输出。预测自动选择颜色和线条样式。

预测(SYS1,Linespec1,...,sysN,LinespecN,PastDataķ___使用为每个系统指定的行类型、标记符号和颜色。

例子

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预测使用AR模型的正弦信号的值。

生成和绘图数据。

数据= IDDATA(SIN(0.1 * [1:100])”,[]);图(数据)

适合的AR模型正弦波。

SYS = AR(数据,2);

在给定的时间范围内预测未来的值。

K = 100;P =预测(SYS,数据,K);

ķ指定预测时间范围为100个样本。p是预测的模型响应。

画出预测数据。

图(数据,'B',P,'R'),图例(“测量”“预测”

另外,使用语法绘制预测输出预测(sys、数据、K)

获得过去的数据,并确定一个时间序列模型。

加载iddata9Z9past_data = z9.OutputData(1:50);模型= AR(z9,4);

Z9是一个iddata仅包含测量输出的对象。

模型是一个idpoly时间序列模型。

指定预测初始条件。

选择= forecastOptions(“InitialCondition”'E');

绘制给定时间范围内的预测系统响应。

K = 100;预测(模型、past_data K,选择);传说(“测量后”“预测”

获得过去的数据,并确定一个时间序列模型。

加载iddata9Z9past_data = z9.OutputData(1:50);模型= AR(z9,4);

Z9是一个iddata仅包含测量输出的对象。

将给定时间范围内的预测系统响应绘制为一条红色虚线。

K = 100;预测(模型,'R--',past_data,K);

该地块也默认设置为显示过去的数据。要更改显示选项,右键单击阴谋访问上下文菜单。例如,以查看预测输出的估计的标准偏差,选择ConfidenceRegion从上下文菜单中。要指定标准偏差积数,双击该地块,并打开属性编辑器对话框。在该对话框中,在选项中,指定标准差的个数置信区域已确定模型。默认值是1标准偏差。

获得过去的数据,未来的输入和识别的线性模型。

加载iddata1Z1Z1 = IDDATA(cumsum(z1.y),cumsum(z1.u),z1.Ts,“InterSample”'FOH');past_data = Z1(1:100);future_inputs = z1.u(101:结束);SYS = polyest(Z1,[2 2 2 0 0 1],'IntegrateNoise',真正);

Z1是一个iddata对象,其中包含集成的数据。SYS是一个idpoly模型。past_data包含的第一100个数据点Z1

future_inputs包含最后200个数据点Z1

预测系统响应到未来对于一个给定的时间跨度和未来的投入。

K = 200;[YF,X0,sysf,yf_sd,X,x_sd] =预测(SYS,past_data,K,future_inputs);

YF是预测模型响应,并yf_sd是输出的标准偏差。X0是所估计值的初始状态,和sysf是预测状态空间模型。也恢复是状态轨迹,X和轨迹的标准偏差,x_sd

绘制预测响应。

UPPERBOUND = IDDATA(yf.OutputData + 3 * yf_sd,[],yf.Ts,“T开始”,yf.Tstart);下界= IDDATA(yf.OutputData-3 * yf_sd,[],yf.Ts,“T开始”,yf.Tstart);情节(past_data (:,: []), yf (:,: []), UpperBound,'K--',下界,'K--')({传奇“测量后”“预测”'3 SD不确定性'},'位置''最好'

绘制状态轨迹。

t = z1.SamplingInstants(101:结束);次要情节(1,1)情节(t) x (: 1), t, x (: 1) + 3 * x_sd (: 1),'K--',T,X(:,1)-3 * x_sd(:,1),'K--')标题('X_1')副区(3,1,2)情节(T,X(:,2),T,X(:,2)+ 3 * x_sd(:,2),'K--',T,X(:,2)-3 * x_sd(:,2),'K--')标题('X_2')副区(3,1,3)情节(T,X(:,3),T,X(:,3)+ 3 * x_sd(:,3),'K--',T,X(:,3)-3 * x_sd(:,3),'K--')标题('X_3'

响应的不确定性不长了,因为未来的输入规格的预测时间跨度。

加载数据。

负载(fullfile (matlabroot'工具箱''IDENT''iddemos''数据''predprey2data'));Z = IDDATA(Y,[],0.1);集(Z,“T开始”,0,'OutputUnit'{“人口(千)”...“人口(千)”},“TimeUnit”'年份');

ž是从1捕食1 - 食饵人口的两所输出的时间序列数据组(无输入)。人口呈现出由于拥挤在捕食者的下降。该数据集包含占地20多年的演变201个的数据样本。

在捕食(这些变化Y1)和猎物(Y2)群体可以被表示为:

ÿ 1 Ť = p 1 * ÿ 1 Ť - 1 + p 2 * ÿ 1 Ť - 1 * ÿ 2 Ť - 1

ÿ 2 Ť = p 3 * ÿ 2 Ť - 1 - p 4 * ÿ 1 Ť - 1 * ÿ 2 Ť - 1 - p * ÿ 2 Ť - 1 2

在捕食者和猎物种群的非线性可以使用自定义回归系数非线性ARX模型是合适的。

该数据作为过去数据的使用部分。

past_data = Z(1:100);

指定标准回归量。

NA = [1 0;0 1];NB = [];NK = [];

指定自定义回归量。

C = {{'Y1(T-1)* Y2(T-1)'}; {'Y1(T-1)* Y2(T-1)''Y2(T-1)^ 2'}};

使用估计非线性ARX模型past_data作为估计数据。

SYS = nlarx(past_data,[NA NB NK]“wavenet”'CustomRegressors',C);

比较的模拟输出SYS用测得的数据,以确保它是一个良好的配合。

比较(past_data,SYS);

绘制预测输出SYS

预测(SYS,past_data,101);传说(“测量后”“预测”);

获取过去的数据,未来的输入,并确定线性模型。

加载iddata3Z3past_data = Z3(1:100);future_inputs = z3.u(101:结束);SYS = polyest(Z3,[2 2 2 0 0 1]);

预测系统响应到未来对于一个给定的时间跨度和未来的投入。

K =尺寸(future_inputs,1);[YF,X0,sysf] =预测(SYS,past_data,K,future_inputs);

YF是预测模型响应,X0是所估计值的初始状态,和sysf是预测状态空间模型。

与输入模拟预测状态空间模型,future_inputs以及初始条件,X0

选择= simOptions;opt.InitialCondition = X0;YS = SIM(sysf,future_inputs(1:K),选择);

绘制预测和模拟输出。

T = yf.SamplingInstants;图(T,yf.OutputData,'B'、t、y'.R');传说(“预测输出”“模拟输出”

预测模型模拟,sysf,具有输入,future_inputs以及初始条件,X0,产生预测的输出,YF

输入参数

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其输出识别的模型将被预测,指定为以下情况之一:

如果模型是不可用的,估计SYSPastData使用命令,如ARARXARMAXnlarxssest

过去的输入 - 输出的时域的数据,指定为以下情况之一:

  • iddata对象——使用观察到的输入和输出信号创建iddata宾语。为时间序列数据(无输入),指定作为iddata在没有输入的对象IDDATA(输出,[])

  • 双打的矩阵 - 仅适用于离散时间模型。指定作为ñ——- - - - - -尹恩惠矩阵的时间序列数据。这里,ñ是观测值的数量和尹恩惠是输出的数量。

    对于车型怒江输入指定PastData作为ñ————(尹恩惠+怒江)基体。

预测的时间范围,指定为正整数。输出,YF被计算ķ步骤进去以后,使得预测时间范围是TS * K

未来的输入值,指定为以下情况之一:

  • []- 未来的输入值被假定为零或等于输入偏移电平(当它们存在在指定OPTS)。对于时间序列模型,指定为[]

  • iddata对象 - 指定作为iddata没有输出对象。

  • ķ——- - - - - -怒江双打的矩阵 -ķ是预测范围,并怒江是输入的数量。

    如果有来自多个实验的数据,可以指定矩阵的单元阵列,一个用于每个实验中PastData

预测选项,指定为aforecastOptions选项设置。

线条样式,标志和颜色,指定为特征向量。例如,'B'要么“b +:”

有关配置的详细信息一个linespec,看到的一个linespec参数情节

输出参数

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预测的响应,返回一个iddata宾语。YF有时是在最后一个采样时间后预测的响应PastDataYF包含时间间隔数据T0 +(N + 1:N + K)* T1,其中T0 = PastData.TstartT1 = PastData.Tsñ样品的数量在吗PastData

在预测的起始估计的初始状态,返回作为大小的列向量等于状态的数目。用X0与预测模型sysf由纯模拟再现预测的结果。

如果PastDatamulti-experiment,X0单元格数组是大小吗NE,其中NE是实验次数。

什么时候SYS是不是一个状态空间模型(IDSSidgrey, 要么idnlgrey),国家的定义取决于是否SYS是线性的或非线性的:

  • 线性模型(idpolyidprocIDTF) -SYS被转换成离散时间状态空间模型,和X0返回作为转换模型的状态在一个时间点超出了最后一个数据PastData

    如果转换SYSIDSS不可能,X0返回空的。例如,如果SYS是一个具有不可约内部延迟的MIMO连续时间模型。

  • 非线性模型(idnlhw要么idnlarx) - 对于状态的定义idnlarxidnlhw模型,看idnlarx国的定义idnlhw国的定义

预测模型,返回为以下之一:

  • 离散时间IDSS- 如果SYS是一个离散时间IDSS模型,sysf是相同的SYS。如果SYS是一个线性模型,该模型是不是一个状态空间模型(idpolyidprocIDTF),或者是一个连续时间状态空间模型(IDSSidgreySYS被转换成离散时间IDSS模型。返回转换后的模型sysf

  • idnlarxidnlhw, 要么idnlgrey- 如果SYS是非线性模型,sysf是相同的SYS

  • 模型单元阵列 - 如果PastData是multiexperiment,sysf是阵列NE模型,其中NE是实验次数。

模拟sysf运用SIM卡,具有输入,FutureInputs以及初始条件,X0,收益率YF作为输出。对于时间序列模型,FutureInputs是空的。

预测响应的估计标准偏差,返回为ķ——- - - - - -尹恩惠矩阵,ķ是预测范围,并尹恩惠是输出的数量。该软件通过考虑模型参数协方差,初始状态协方差,和附加噪声协方差计算的标准偏差。加性噪声协方差被存储在NoiseVariance模型的属性。

如果PastData是multiexperiment,yf_sd单元格数组是大小吗NE,其中NE是实验次数。

yf_sd是空的,如果SYS是一个非线性ARX(idnlarx)或的Hammerstein-Wiener模型(idnlhw)。yf_sd如果SYS不包含参数的协方差信息,即如果getcov(SYS)是空的。欲了解更多信息,请参阅getcov

预测状态轨迹,返回为ķ——- - - - - -NX矩阵,ķ,预测范围和NX是状态的数量。X是预测模型的状态。

如果PastData是multiexperiment,X单元格数组是大小吗NE,其中NE是实验次数。

如果SYS线性模型不是状态空间模型吗IDSS要么idgrey),则它被转换成离散时间状态空间模型,并将转换模型的状态被计算。如果转换SYSIDSS不可能,X返回空的。例如,如果SYS是一个具有不可约内部延迟的MIMO连续时间模型。

X是空的,如果SYS是一个非线性ARX(idnlarx)或的Hammerstein-Wiener模型(idnlhw)。

预测美国的估计标准偏差X,返回为ķ——- - - - - -NS矩阵,ķ,预测范围和NS是状态的数量。该软件通过考虑模型参数协方差,初始状态协方差,和附加噪声协方差计算的标准偏差。加性噪声协方差被存储在NoiseVariance模型的属性。

如果PastData是multiexperiment,x_sd单元格数组是大小吗NE,其中NE是实验次数。

如果SYS线性模型不是状态空间模型吗IDSS要么idgrey),则它被转换成离散时间状态空间模型,而状态和转换的模型的标准偏差被计算。如果转换SYSIDSS不可能,x_sd返回空的。例如,如果SYS是一个具有不可约内部延迟的MIMO连续时间模型。

x_sd是空的,如果SYS是一个非线性ARX(idnlarx)或的Hammerstein-Wiener模型(idnlhw)。

提示

  • 右键单击该绘图将打开上下文菜单,您可以在其中访问以下选项:

    • 系统- 查看选择系统预测的输出。默认情况下,所有系统的预测输出绘制。

    • 实验数据- 仅多的实验数据。切换从不同的实验数据之间。

    • 特点-查看以下数据特征:

      • 峰值-查看峰值的数据。

      • 平均值-查看数据的平均值。

      • 置信区间- 查看预测产量的估计的标准偏差。要指定标准偏差积数,双击该地块,并打开属性编辑器对话框。指定标准偏差数选项选项卡,在置信区域已确定模型。默认值是1标准偏差。

        不是为非线性ARX和汉默斯坦 - 维纳模型和模型不包含参数协方差信息产生信赖区域。

    • 显示过去的数据- 绘制用于预测在过去的输出数据。默认情况下,过去的输出数据绘制。

    • I / O分组- 对于含有多于一个输入或输出通道的数据集。选择对剧情输入和输出通道的分组。

      • 没有一个- 在自己单独的轴绘图输入 - 输出信道。

      • 所有- 组中的所有输入通道一起,所有输出通道在一起。

    • I / O选择器- 对于含有多于一个输入或输出通道的数据集。选择输入和输出通道,以情节的子集。默认情况下,所有输出通道绘制。

    • - 添加网格的情节。

    • 正常化- 规范化y标尺在剧情的所有数据。

    • 完整视图-返回全视图。默认情况下,图被缩放为全视图。

    • 属性- 打开属性编辑器对话框自定义情节属性。

介绍了在R2012a