多元GARCH的Matlab程序

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时间序列之GARCH模型的matlab应用——大豆期货收盘价预测

时间序列之GARCH模型的matlab应用——大豆期货收盘价预测
北京工商大学本科生毕业论文(设计)
编号:
毕业论文(设计)
题目
GARCH 模型的应用——大豆期货收盘价预测
院 (系) 专 业
**学院 **系
学生姓名 成 绩 (职称)
指导教师
2013 年 5 月
1
北京工商大学本科生毕业论文(设计)
诚信声明
本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)是我个人在导师指导下, 由我本人独 立完成。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。 我承诺,论文中的所有内容均真实、可信。如在文中涉及到抄袭或剽窃行为,本人 愿承担由此而造成的一切后果及责任。
毕业论文(设计)作者签名:
签名日期:设计)
摘要
近年来,我国综合国力和经济水平得到飞速提高,国内金融市场也发展完善起来, 并且国内金融市场对外开放程度和依存度不断提高。因此,国内期货市场出现随之出现 较大波动,市场风险不断加大。粮食商品期货也在其中,价格波动已成为粮食生产所面 临的主要风险之一。本文通过 GARCH 模型建模、拟合、参数估计、预测,以我国大豆期 货为研究对象,对我国粮食期货市场相关品种的价格信息进行深入细致的研究。通过本 研究的开展,对大豆期货收盘价的预测,从而对投资做出判断。
5
北京工商大学本科生毕业论文(设计)
5.1 对仿真数据进行预测................................................................................................. 22 5.1.1 研究步骤.......................................................................................................... 22 5.1.2 拟合效果分析.................................................................................................. 22 5.1.3 运行结果.......................................................................................................... 23 5.1.4 结果分析.......................................................................................................... 25 5.2GARCH 模型应用——开盘价预测........................................................................... 25 5.2.1 研究步骤.......................................................................................................... 25 5.2.2 拟合结果.......................................................................................................... 26 5.2.3 运行结果.......................................................................................................... 26 5.2.4 结果分析.......................................................................................................... 29 第七章 结论............................................................................................................................. 30 致谢........................................................................................................................................... 31 参考文献................................................................................................................................... 32 附录 A....................................................................................................................................... 33 附录 B........................................................................................................................................ 35

GARCH模型在Matlab中的实现

GARCH模型在Matlab中的实现

多元GARCH模型预测的Matlab程序function [parameters, loglikelihood, Ht, likelihoods, stdresid, stderrors, A, B, scores] = full_bekk_mvgarch(data,p,q, BEKKoptions);% PURPOSE:% To Estimate a full BEKK multivariate GARCH model. %%% USAGE:% [parameters, loglikelihood, Ht, likelihoods, stdresid, stderrors, A, B, scores] = full_bekk_mvgarch(data,p,q,options);%%% INPUTS:% data - A t by k matrix of zero mean residuals% p - The lag length of the innovation process% q - The lag length of the AR process% options - (optional) Options for the optimization(fminunc)%% OUTPUTS:% parameters - A (k*(k+1))/2+p*k^2+q*k^2 vector of estimated parameteters. F% or any k^2 set of Innovation or AR parameters X,% reshape(X,k,k) will give the correct matrix% To recover C, use ivech(parmaeters(1:(k*(k+1))/2) % loglikelihood - The loglikelihood of the function at the optimum% Ht - A k x k x t 3 dimension matrix of conditional covariances % likelihoods - A t by 1 vector of individual likelihoods% stdresid - A t by k matrix of multivariate standardized residuals% stderrors - A numParams^2 square matrix of robust Standad Errors(A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1))% A - The estimated inverse of the non-robust Standard errors % B - The estimated covariance of teh scores% scores - A t by numParams matrix of individual scores% need to try and get some smart startgin valuesif size(data,2) > size(data,1)data=data';end[t k]=size(data);k2=k*(k+1)/2;scalaropt=optimset('fminunc');scalaropt=optimset(scalaropt,'TolFun',1e-1,'Display','iter','Diagnostics','on','DiffMaxC hange',1e-2);startingparameters=scalar_bekk_mvgarch(data,p,q,scalaropt);CChol=startingparameters(1:(k*(k+1))/2);C=ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))*ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))' ;newA=[];newB=[];for i=1:pnewA=[newA diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i)];endfor i=1:qnewB=[newB diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i+p)];endnewA=reshape(newA,k*k*p,1);newB=reshape(newB,k*k*q,1);startingparameters=[CChol;newA;newB];if nargin<=3 | isempty(BEKKoptions)options=optimset('fminunc');options.Display='iter';options.Diagnostics='on';options.TolX=1e-4;options.TolFun=1e-4;options.MaxFunEvals=5000*length(startingparameters);options.MaxIter=5000*length(startingparameters);elseoptions=BEKKoptions;endparameters=fminunc('full_bekk_mvgarch_likelihood',startingparameters,options,data, p,q,k,k2,t);[loglikelihood,likelihoods,Ht]=full_bekk_mvgarch_likelihood(parameters,data,p,q,k,k 2,t);loglikelihood=-loglikelihood;likelihoods=-likelihoods;% Standardized residualsstdresid=zeros(size(data));for i=1:tstdresid(i,:)=data(i,:)*Ht(:,:,i)^(-0.5);end%Std Errorsif nargout>=6A=hessian_2sided('full_bekk_mvgarch_likelihood',parameters,data,p,q,k,k2,t);h=max(abs(parameters/2),1e-2)*eps^(1/3);hplus=parameters+h;hminus=parameters-h;likelihoodsplus=zeros(t,length(parameters));likelihoodsminus=zeros(t,length(parameters));for i=1:length(parameters)hparameters=parameters;hparameters(i)=hplus(i);[HOLDER, indivlike] = full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);likelihoodsplus(:,i)=indivlike;endfor i=1:length(parameters)hparameters=parameters;hparameters(i)=hminus(i);[HOLDER, indivlike] = full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);likelihoodsminus(:,i)=indivlike;endscores=(likelihoodsplus-likelihoodsminus)./(2*repmat(h',t,1));B=cov(scores);A=A/t;stderrors=A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1);end(注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。

Matlab实现多元的回归实例

Matlab实现多元的回归实例

Matlab 实现多元回归实例(一)一般多元回归一般在生产实践和科学研究中,人们得到了参数(),,n x x x =⋅⋅⋅1和因变量y 的数据,需要求出关系式()y f x =,这时就可以用到回归分析的方法。

如果只考虑f 是线性函数的情形,当自变量只有一个时,即,(),,n x x x =⋅⋅⋅1中n =1时,称为一元线性回归,当自变量有多个时,即,(),,n x x x =⋅⋅⋅1中n ≥2时,称为多元线性回归。

进行线性回归时,有4个基本假定: ① 因变量与自变量之间存在线性关系; ② 残差是独立的; ③ 残差满足方差奇性; ④ 残差满足正态分布。

在Matlab 软件包中有一个做一般多元回归分析的命令regeress ,调用格式如下:[b, bint, r, rint, stats] = regress(y,X,alpha) 或者[b, bint, r, rint, stats] = regress(y,X) 此时,默认alpha = 0.05. 这里,y 是一个1n ⨯的列向量,X 是一个()1n m ⨯+的矩阵,其中第一列是全1向量(这一点对于回归来说很重要,这一个全1列向量对应回归方程的常数项),一般情况下,需要人工造一个全1列向量。

回归方程具有如下形式:011m m y x x λλλε=++⋅⋅⋅++其中,ε是残差。

在返回项[b,bint,r,rint,stats]中, ①01m b λλλ=⋅⋅⋅是回归方程的系数;②int b 是一个2m ⨯矩阵,它的第i 行表示i λ的(1-alpha)置信区间; ③r 是1n ⨯的残差列向量;④int r 是2n ⨯矩阵,它的第i 行表示第i 个残差i r 的(1-alpha)置信区间; 注释:残差与残差区间杠杆图,最好在0点线附近比较均匀的分布,而不呈现一定的规律性,如果是这样,就说明回归分析做得比较理想。

⑤ 一般的,stast 返回4个值:2R 值、F_检验值、阈值f ,与显著性概率相关的p 值(如果这个p 值不存在,则,只输出前3项)。

ARCH模型和GARCH模型及其matlab实现

ARCH模型和GARCH模型及其matlab实现

0.005617 0.102238 0.011224 0.064415
0.182406 0.147466 0.000627 9.19E-05 1464.875 2.004802
0.069178 0.065545 0.065785 0.065157
0.081193 1.559806 0.170619 0.988613
第 9 章、ARCH 模型和 GARCH 模型
*****重要阅读材料: Engle, Robert, 2004, risk and volatility: econometric models and financial practice, AER, 94(3): 405-420.
研究内容:研究随时间而变化的风险。 (回忆:Markowitz 均值-方差投资组合选择模型怎样度量资产的 风险)
0.9354 0.1202 0.8647 0.3239
Mean dependent var S.D. dependent var Akaike info criterion Schwarz criterion F-statistic Prob(F-statistic)
0.000305 0.000679 -11.86836 -11.71116 5.220573 0.000001
方程(2)是条件方差方程(conditional variance equation),由二项
组成
常数
ARCH

2 t i
:滞后的残差平方
习题: 方程(2)给出了 t 的条件方差,请计算t 的无条件方差。
引理(方差分解公式):【不作要求】
证明:
Var(X)=Var[E(X|Y)]+E[Var(X|Y)]

多元回归程序MATLAB程序

多元回归程序MATLAB程序

盛年不重来,一日难再晨。

及时宜自勉,岁月不待人。

matlab 回归(拟合)总结前言1、学三条命令polyfit(x,y,n)---拟合成一元幂函数(一元多次) regress(y,x)----可以多元,nlinfit(x,y,’fun ’,beta0) (可用于任何类型的函数,任意多元函数,应用范围最广,最万能的)2、同一个问题,这三条命令都可以使用,但结果肯定是不同的,因为拟合的近似结果,没有唯一的标准的答案。

相当于咨询多个专家。

3、回归的操作步骤:根据图形(实际点),选配一条恰当的函数形式(类型)---需要数学理论与基础和经验。

(并写出该函数表达式的一般形式,含待定系数)------选用某条回归命令求出所有的待定系数。

所以可以说,回归就是求待定系数的过程(需确定函数的形式)一、多元回归分析对于多元线性回归模型(其实可以是非线性,它通用性极高):e x x y p p++++=βββΛ110设变量12,,,p x x x y L 的n 组观测值为12(,,,)1,2,,i i ip i x x x y i n =L L记 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=np n n p p x x x x x x x x x x ΛΛΛΛΛΛΛΛ212222111211111,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=n y y y y M 21,则⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p ββββM 10 的估计值为排列方式与线性代数中的线性方程组相同(),拟合成多元函数---regress使用格式:左边用b=[b, bint, r, rint, stats]右边用=regress(y, x)或regress(y, x, alpha) ---命令中是先y 后x,---须构造好矩阵x(x 中的每列与目标函数的一项对应)---并且x 要在最前面额外添加全1列/对应于常数项 ---y 必须是列向量---结果是从常数项开始---与polyfit 的不同。

) 其中: b 为回归系数,β的估计值(第一个为常数项),bint 为回归系数的区间估计, r: 残差 ,rint: 残差的置信区间,stats: 用于检验回归模型的统计量,有四个数值:相关系数r2、F 值、与F 对应的概率p 和残差的方差(前两个越大越好,后两个越小越好),alpha: 显著性水平(缺省时为0.05,即置信水平为95%),(alpha 不影响b,只影响bint(区间估计)。

matlab多元回归方程系数求解

matlab多元回归方程系数求解

matlab多元回归方程系数求解英文回答:To solve a multiple regression equation in MATLAB, you can use the "regress" function. This function takes in two arguments: the dependent variable and the independent variables. The dependent variable should be a column vector, and the independent variables should be a matrix where each column represents a different independent variable.Here's an example to illustrate how to use the "regress" function in MATLAB:matlab.% Create a sample dataset.x1 = [1; 2; 3; 4; 5];x2 = [2; 4; 6; 8; 10];y = [5; 10; 15; 20; 25];% Create a matrix of independent variables.X = [ones(size(x1)), x1, x2];% Solve the multiple regression equation.[b, bint, r, rint, stats] = regress(y, X);In this example, we have two independent variables (x1 and x2) and one dependent variable (y). We create a matrix X that includes a column of ones (for the intercept term) and the two independent variables. Then, we use the "regress" function to solve the multiple regression equation.The function returns several outputs. The "b" variable contains the estimated coefficients of the regression equation. In this case, b will be a column vector with three elements, representing the intercept term and thecoefficients for x1 and x2. The "bint" variable containsthe confidence intervals for the coefficients. The "r" variable contains the residuals (the differences betweenthe observed and predicted values), and the "rint" variable contains the confidence intervals for the residuals. Finally, the "stats" variable contains additionalstatistics, such as the R-squared value and the F-statistic.中文回答:要在MATLAB中求解多元回归方程,可以使用"regress"函数。

(完整word版)GARCH模型在Matlab中的实现

(完整word版)GARCH模型在Matlab中的实现

多元GARCH模型预测的Matlab程序function [parameters, loglikelihood, Ht, likelihoods, stdresid, stderrors, A, B, scores] = full_bekk_mvgarch(data,p,q, BEKKoptions);% PURPOSE:% To Estimate a full BEKK multivariate GARCH model. %%% USAGE:% [parameters, loglikelihood, Ht, likelihoods, stdresid, stderrors, A, B, scores] = full_bekk_mvgarch(data,p,q,options);%%% INPUTS:% data - A t by k matrix of zero mean residuals% p - The lag length of the innovation process% q - The lag length of the AR process% options - (optional) Options for the optimization(fminunc)%% OUTPUTS:% parameters - A (k*(k+1))/2+p*k^2+q*k^2 vector of estimated parameteters. F% or any k^2 set of Innovation or AR parameters X,% reshape(X,k,k) will give the correct matrix% To recover C, use ivech(parmaeters(1:(k*(k+1))/2) % loglikelihood - The loglikelihood of the function at the optimum% Ht - A k x k x t 3 dimension matrix of conditional covariances % likelihoods - A t by 1 vector of individual likelihoods% stdresid - A t by k matrix of multivariate standardized residuals% stderrors - A numParams^2 square matrix of robust Standad Errors(A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1))% A - The estimated inverse of the non-robust Standard errors % B - The estimated covariance of teh scores% scores - A t by numParams matrix of individual scores% need to try and get some smart startgin valuesif size(data,2) > size(data,1)data=data';end[t k]=size(data);k2=k*(k+1)/2;scalaropt=optimset('fminunc');scalaropt=optimset(scalaropt,'TolFun',1e-1,'Display','iter','Diagnostics','on','DiffMaxC hange',1e-2);startingparameters=scalar_bekk_mvgarch(data,p,q,scalaropt);CChol=startingparameters(1:(k*(k+1))/2);C=ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))*ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))' ;newA=[];newB=[];for i=1:pnewA=[newA diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i)];endfor i=1:qnewB=[newB diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i+p)];endnewA=reshape(newA,k*k*p,1);newB=reshape(newB,k*k*q,1);startingparameters=[CChol;newA;newB];if nargin<=3 | isempty(BEKKoptions)options=optimset('fminunc');options.Display='iter';options.Diagnostics='on';options.TolX=1e-4;options.TolFun=1e-4;options.MaxFunEvals=5000*length(startingparameters);options.MaxIter=5000*length(startingparameters);elseoptions=BEKKoptions;endparameters=fminunc('full_bekk_mvgarch_likelihood',startingparameters,options,data, p,q,k,k2,t);[loglikelihood,likelihoods,Ht]=full_bekk_mvgarch_likelihood(parameters,data,p,q,k,k 2,t);loglikelihood=-loglikelihood;likelihoods=-likelihoods;% Standardized residualsstdresid=zeros(size(data));for i=1:tstdresid(i,:)=data(i,:)*Ht(:,:,i)^(-0.5);end%Std Errorsif nargout>=6A=hessian_2sided('full_bekk_mvgarch_likelihood',parameters,data,p,q,k,k2,t);h=max(abs(parameters/2),1e-2)*eps^(1/3);hplus=parameters+h;hminus=parameters-h;likelihoodsplus=zeros(t,length(parameters));likelihoodsminus=zeros(t,length(parameters));for i=1:length(parameters)hparameters=parameters;hparameters(i)=hplus(i);[HOLDER, indivlike] = full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);likelihoodsplus(:,i)=indivlike;endfor i=1:length(parameters)hparameters=parameters;hparameters(i)=hminus(i);[HOLDER, indivlike] = full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);likelihoodsminus(:,i)=indivlike;endscores=(likelihoodsplus-likelihoodsminus)./(2*repmat(h',t,1));B=cov(scores);A=A/t;stderrors=A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1);end。

多元回归分析matlab剖析

多元回归分析matlab剖析

回归分析MATLAB 工具箱一、多元线性回归多元线性回归:p p x x y βββ+++=...110 1、确定回归系数的点估计值: 命令为:b=regress(Y , X ) ①b 表示⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=p b βββˆ...ˆˆ10②Y 表示⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=n Y Y Y Y (2)1③X 表示⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=np n n p p x x x x x x x x x X ...1............ (1) (12)12222111211 2、求回归系数的点估计和区间估计、并检验回归模型:命令为:[b, bint,r,rint,stats]=regress(Y ,X,alpha) ①bint 表示回归系数的区间估计. ②r 表示残差.③rint 表示置信区间.④stats 表示用于检验回归模型的统计量,有三个数值:相关系数r 2、F 值、与F 对应的概率p.说明:相关系数2r 越接近1,说明回归方程越显著;)1,(1-->-k n k F F α时拒绝0H ,F 越大,说明回归方程越显著;与F 对应的概率p α<时拒绝H 0,回归模型成立. ⑤alpha 表示显著性水平(缺省时为0.05) 3、画出残差及其置信区间. 命令为:rcoplot(r,rint) 例1.如下程序. 解:(1)输入数据.x=[143 145 146 147 149 150 153 154 155 156 157 158 159 160 162 164]'; X=[ones(16,1) x];Y=[88 85 88 91 92 93 93 95 96 98 97 96 98 99 100 102]'; (2)回归分析及检验.[b,bint,r,rint,stats]=regress(Y ,X) b,bint,stats得结果:b = bint =-16.0730 -33.7071 1.5612 0.7194 0.6047 0.8340 stats =0.9282 180.9531 0.0000即7194.0ˆ,073.16ˆ10=-=ββ;0ˆβ的置信区间为[-33.7017,1.5612], 1ˆβ的置信区间为[0.6047,0.834]; r 2=0.9282, F=180.9531, p=0.0000,我们知道p<0.05就符合条件, 可知回归模型 y=-16.073+0.7194x 成立. (3)残差分析,作残差图. rcoplot(r,rint)从残差图可以看出,除第二个数据外,其余数据的残差离零点均较近,且残差的置信区间均包含零点,这说明回归模型 y=-16.073+0.7194x 能较好的符合原始数据,而第二个数据可视为异常点.(4)预测及作图.z=b(1)+b(2)*x plot(x,Y,'k+',x,z,'r')二、多项式回归 (一)一元多项式回归.1、一元多项式回归:1121...+-++++=m m m m a x a x a x a y(1)确定多项式系数的命令:[p,S]=polyfit(x,y,m)说明:x=(x 1,x 2,…,x n ),y=(y 1,y 2,…,y n );p=(a 1,a 2,…,a m+1)是多项式y=a 1x m +a 2x m-1+…+a m x+a m+1的系数;S 是一个矩阵,用来估计预测误差. (2)一元多项式回归命令:polytool(x,y,m) 2、预测和预测误差估计.(1)Y=polyval(p,x)求polyfit 所得的回归多项式在x 处的预测值Y ;(2)[Y,DELTA]=polyconf(p,x,S,alpha)求polyfit 所得的回归多项式在x 处的预测值Y 及预测值的显著性为1-alpha 的置信区间Y±DELTA ;alpha 缺省时为0.5.例 1. 观测物体降落的距离s 与时间t 的关系,得到数据如下表,求s. (关于t 的回归方程2解法一:直接作二次多项式回归. t=1/30:1/30:14/30;s=[11.86 15.67 20.60 26.69 33.71 41.93 51.13 61.49 72.90 85.44 99.08 113.77 129.54 146.48]; [p,S]=polyfit(t,s,2) 得回归模型为:1329.98896.652946.489ˆ2++=t t s解法二:化为多元线性回归. t=1/30:1/30:14/30;s=[11.86 15.67 20.60 26.69 33.71 41.93 51.13 61.49 72.90 85.44 99.08 113.77 129.54 146.48]; T=[ones(14,1) t' (t.^2)'];[b,bint,r,rint,stats]=regress(s',T); b,stats得回归模型为:22946.4898896.651329.9ˆt t s++= 预测及作图: Y=polyconf(p,t,S) plot(t,s,'k+',t,Y,'r')(二)多元二项式回归多元二项式回归命令:rstool(x,y,’model’, alpha )说明:x 表示n ⨯m 矩阵;Y 表示n 维列向量;alpha :显著性水平(缺省时为0.05);model 表示由下列4个模型中选择1个(用字符串输入,缺省时为线性模型):linear(线性):m m x x y βββ+++= 110purequadratic(纯二次):∑=++++=nj j jj m m x x x y 12110ββββinteraction(交叉):∑≤≠≤++++=mk j k j jkm m x x x x y 1110ββββquadratic(完全二次):∑≤≤++++=mk j k j jkm m x x x x y ,1110ββββ例1. 设某商品的需求量与消费者的平均收入、商品价格的统计数据如下,建立回归模型,预测平均收入为1000、价格为6时的商品需求量. 需求量 100 7580 70 50 65 90100 110 60 收入 1000 600 1200 500 300 400 13001100 1300 300解法一:选择纯二次模型,即2222211122110x x x x y βββββ++++=.直接用多元二项式回归:x1=[1000 600 1200 500 300 400 1300 1100 1300 300]; x2=[5 7 6 6 8 7 5 4 3 9];y=[100 75 80 70 50 65 90 100 110 60]'; x=[x1' x2'];rstool(x,y,'purequadratic')在左边图形下方的方框中输入1000,右边图形下方的方框中输入6,则画面左边的“Predicted Y”下方的数据变为88.47981,即预测出平均收入为1000、价格为6时的商品需求量为88.4791. 在画面左下方的下拉式菜单中选”all”, 则beta 、rmse 和residuals 都传送到Matlab 工作区中. 在Matlab 工作区中输入命令:beta, rmse 得结果:beta =110.5313 0.1464 -26.5709 -0.0001 1.8475 rmse =4.5362故回归模型为:2221218475.10001.05709.261464.05313.110x x x x y +--+=剩余标准差为4.5362, 说明此回归模型的显著性较好.解法二:将2222211122110x x x x y βββββ++++=化为多元线性回归:X=[ones(10,1) x1' x2' (x1.^2)' (x2.^2)'];[b,bint,r,rint,stats]=regress(y,X); b,stats结果为: b =110.5313 0.1464 -26.5709 -0.0001 1.8475 stats =0.9702 40.6656 0.0005三、非线性回归1、非线性回归:(1)确定回归系数的命令:[beta,r,J]=nlinfit(x,y,’model’, beta0)说明:beta 表示估计出的回归系数;r 表示残差;J 表示Jacobian 矩阵;x,y 表示输入数据x 、y 分别为矩阵和n 维列向量,对一元非线性回归,x 为n 维列向量;model 表示是事先用m-文件定义的非线性函数;beta0表示回归系数的初值. (2)非线性回归命令:nlintool(x,y,’model’, beta0,alpha) 2、预测和预测误差估计:[Y,DELTA]=nlpredci(’model’, x ,beta,r,J)表示nlinfit 或nlintool 所得的回归函数在x 处的预测值Y 及预测值的显著性为1-alpha 的置信区间Y±DELTA. 例1. 如下程序.解:(1)对将要拟合的非线性模型y=a x b e /,建立m-文件volum.m 如下:function yhat=volum(beta,x) yhat=beta(1)*exp(beta(2)./x); (2)输入数据: x=2:16;y=[6.42 8.20 9.58 9.5 9.7 10 9.93 9.99 10.49 10.59 10.60 10.80 10.60 10.90 10.76]; beta0=[8 2]'; (3)求回归系数:[beta,r ,J]=nlinfit(x',y','volum',beta0); beta (4)运行结果:beta =11.6036 -1.0641 即得回归模型为:xey 10641.16036.11-=(5)预测及作图:[YY ,delta]=nlpredci('volum',x',beta,r ,J); plot(x,y,'k+',x,YY ,'r')四、逐步回归1、逐步回归的命令:stepwise(x,y,inmodel,alpha)说明:x 表示自变量数据,m n ⨯阶矩阵;y 表示因变量数据,1⨯n 阶矩阵;inmodel 表示矩阵的列数的指标,给出初始模型中包括的子集(缺省时设定为全部自变量);alpha 表示显著性水平(缺省时为0.5).2、运行stepwise 命令时产生三个图形窗口:Stepwise Plot,Stepwise Table,Stepwise History. 在Stepwise Plot 窗口,显示出各项的回归系数及其置信区间.(1)Stepwise Table 窗口中列出了一个统计表,包括回归系数及其置信区间,以及模型的统计量剩余标准差(RMSE)、相关系数(R-square)、F 值、与F 对应的概率P.例1. 水泥凝固时放出的热量y 与水泥中4种化学成分x1、x2、x3、 x4有关,今测得一组数据如下,试用逐步回归法确定一个线性模型.序号x1 7 1 11 11 7 11 3 1 2 21 1 11 10 x2 26 29 56 31 52 55 71 31 54 47 40 66 68 x3 6 15 8 8 6 9 17 22 18 4 23 9 8 x4 60 52 20 47 33 22 6 44 22 26 34 12 12 y 78.5 74.3 104.3 87.6 95.9 109.2 102.7 72.5 93.1 115.9 83.8 113.3 109.4 解:(1)数据输入:x1=[7 1 11 11 7 11 3 1 2 21 1 11 10]';x2=[26 29 56 31 52 55 71 31 54 47 40 66 68]';x3=[6 15 8 8 6 9 17 22 18 4 23 9 8]';x4=[60 52 20 47 33 22 6 44 22 26 34 12 12]';y=[78.5 74.3 104.3 87.6 95.9 109.2 102.7 72.5 93.1 115.9 83.8 113.3 109.4]';x=[x1 x2 x3 x4];(2)逐步回归.①先在初始模型中取全部自变量:stepwise(x,y)得图Stepwise Plot 和表Stepwise Table.图Stepwise Plot中四条直线都是虚线,说明模型的显著性不好.从表Stepwise Table中看出变量x3和x4的显著性最差.②在图Stepwise Plot中点击直线3和直线4,移去变量x3和x4.移去变量x3和x4后模型具有显著性虽然剩余标准差(RMSE)没有太大的变化,但是统计量F的值明显增大,因此新的回归模型更好.(3)对变量y和x1、x2作线性回归.X=[ones(13,1) x1 x2];b=regress(y,X)得结果:b =52.57731.46830.6623故最终模型为:y=52.5773+1.4683x1+0.6623x2或这种方法4元二次线性回归clc;clear;y=[1.84099 9.67 23.00 38.12 1.848794 6.22 12.22 19.72 1.848794 5.19 10.09 15.31 ];X1=[60.36558 59.5376 58.89861 58.74706 60.59389 60.36558 59.2 58.2 60.36558 59.97068 59.41918 58. X2=[26.1636 26.35804 26.82438 26.91521 25.90346 25.9636 27.19256 27.42153 26.1636 26.07212 26.5872 X3=[0.991227 0.994944 0.981322 0.98374 1.011865 0.991227 1.074772 1.107678 0.991227 0.917904 1.06043 X4=[59.37436 58.54265 57.91729 57.69332 59.58203 59.37436 57.76722 57.42355 59.37436 59.05278 58.3587 format short gX11=[ones(1,length(y));X1;X2;X3;X4]'B1=regress(Y,X11)% 多元一次线性回归[m,n]=size(X11)X22=[];for i=2:nfor j=2:nif i<=jX22=([X22,X11(:,i).*X11(:,j)]);elsecontinueendendendX=[X11,X22];B2=regress(Y,X)% 多元二次线性回归[Y X*B2 Y-X*B2]plot(Y,X11*B1,'o',Y,X*B2,'*')hold on,line([min(y),max(y)],[min(y),max(y)]) axis([min(y) max(y) min(y) max(y)])legend('一次线性回归','二次线性回归')xlabel('实际值');ylabel('计算值')运行结果:Y =1.8419.672338.121.84886.2212.2219.721.84885.1910.0915.311 60.366 26.164 0.99123 59.3741 59.538 26.358 0.99494 58.5431 58.899 26.824 0.98132 57.9171 58.747 26.915 0.98374 57.6931 60.594 25.903 1.0119 59.5821 60.366 25.964 0.99123 59.3741 59.2 27.193 1.0748 57.7671 58.2 27.422 1.1077 57.4241 60.366 26.164 0.99123 59.3741 59.971 26.072 0.9179 59.0531 59.419 26.587 1.0604 58.3591 58.891 27.061 1.1239 57.767B1 =1488.9-4.3582-9.6345-61.514-15.359m =12n =5B2 =3120.4-7129.2-622.23-362.71-105.061388.1120.25199.25379.58170.48-796.41ans =1.841 1.8449 -0.0039029.67 9.67 1.0058e-00923 23 1.397e-00938.12 38.12 3.539e-0101.8488 1.8488 1.6394e-0096.22 6.227.2643e-01012.22 12.22 2.6077e-01019.72 19.72 -2.0489e-0101.8488 1.8449 0.0039025.19 5.19 1.4529e-00910.09 10.09 1.0803e-00915.31 15.31 4.0978e-010由图形可以看出,多元二次线性回归效果非常好,即,相当于Y=3120.4*X1 -7129.2 *X2 + 0*X3+ 0*X4 -622.23*X1*X1 -362.71*X1*X2 -105.06*X1*X3 + 1388.1*X1*X4 +120.25*X2*X2+ 199.25 *X2*X3+ 379.58*X2*X4 + 170.48*X3*X3+ 0*X3*X4 -796.4。

多元回归分析报告matlab

多元回归分析报告matlab

回归分析MATLAB 工具箱一、多元线性回归多元线性回归:p p x x y βββ+++=...110 1、确定回归系数的点估计值: 命令为:b=regress(Y, X ) ①b 表示⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=p b βββˆ...ˆˆ10②Y 表示⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=n Y Y Y Y (2)1③X 表示⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=np n n p p x x x x x x x x x X (1)............ (1) (12)12222111211 2、求回归系数的点估计和区间估计、并检验回归模型: 命令为:[b, bint,r,rint,stats]=regress(Y,X,alpha) ①bint 表示回归系数的区间估计. ②r 表示残差. ③rint 表示置信区间.④stats 表示用于检验回归模型的统计量,有三个数值:相关系数r 2、F 值、与F 对应的概率p.说明:相关系数2r 越接近1,说明回归方程越显著;)1,(1-->-k n k F F α时拒绝0H ,F 越大,说明回归方程越显著;与F 对应的概率p α<时拒绝H 0,回归模型成立. ⑤alpha 表示显著性水平(缺省时为0.05)3、画出残差及其置信区间. 命令为:rcoplot(r,rint) 例1.如下程序. 解:(1)输入数据.x=[143 145 146 147 149 150 153 154 155 156 157 158 159 160 162 164]'; X=[ones(16,1) x];Y=[88 85 88 91 92 93 93 95 96 98 97 96 98 99 100 102]'; (2)回归分析及检验.[b,bint,r,rint,stats]=regress(Y,X) b,bint,stats得结果:b = bint =-16.0730 -33.7071 1.5612 0.7194 0.6047 0.8340 stats =0.9282 .9531 0.0000即7194.0ˆ,073.16ˆ10=-=ββ;0ˆβ的置信区间为[-33.7017,1.5612], 1ˆβ的置信区间为[0.6047,0.834]; r 2=0.9282, F=180.9531, p=0.0000,我们知道p<0.05就符合条件, 可知回归模型 y=-16.+0.7194x 成立. (3)残差分析,作残差图. rcoplot(r,rint)从残差图可以看出,除第二个数据外,其余数据的残差离零点均较近,且残差的置信区间均包含零点,这说明回归模型 y=-16.+0.7194x 能较好的符合原始数据,而第二个数据可视为异常点. (4)预测及作图.z=b(1)+b(2)*x plot(x,Y,'k+',x,z,'r')二、多项式回归 (一)一元多项式回归.1、一元多项式回归:1121...+-++++=m m m m a x a x a x a y (1)确定多项式系数的命令:[p,S]=polyfit(x,y,m)说明:x=(x 1,x 2,…,x n ),y=(y 1,y 2,…,y n );p=(a 1,a 2,…,a m+1)是多项式y=a 1x m +a 2x m-1+…+a m x+a m+1的系数;S 是一个矩阵,用来估计预测误差. (2)一元多项式回归命令:polytool(x,y,m) 2、预测和预测误差估计.(1)Y=polyval(p,x)求polyfit 所得的回归多项式在x 处的预测值Y ;(2)[Y,DELTA]=polyconf(p,x,S,alpha)求polyfit 所得的回归多项式在x 处的预测值Y 及预测值的显著性为1-alpha 的置信区间Y ±DELTA ;alpha 缺省时为0.5.例1. 观测物体降落的距离s 与时间t 的关系,得到数据如下表,求s. (关于t 的回归方程2ˆct bt a s++=)解法一:直接作二次多项式回归. t=1/30:1/30:14/30;s=[11.86 15.67 20.60 26.69 33.71 41.93 51.13 61.49 72.90 85.44 99.08 113.77 129.54 146.48]; [p,S]=polyfit(t,s,2) 得回归模型为:1329.98896.652946.489ˆ2++=t t s解法二:化为多元线性回归. t=1/30:1/30:14/30;s=[11.86 15.67 20.60 26.69 33.71 41.93 51.13 61.49 72.90 85.44 99.08 113.77 129.54 146.48];T=[ones(14,1) t' (t.^2)']; [b,bint,r,rint,stats]=regress(s',T);b,stats 得回归模型为:22946.4898896.651329.9ˆt t s++= 预测及作图: Y=polyconf(p,t,S) plot(t,s,'k+',t,Y,'r')(二)多元二项式回归多元二项式回归命令:rstool(x,y,’model ’, alpha)说明:x 表示n ⨯m 矩阵;Y 表示n 维列向量;alpha :显著性水平(缺省时为0.05);model 表示由下列4个模型中选择1个(用字符串输入,缺省时为线性模型):linear(线性):m m x x y βββ+++=Λ110purequadratic(纯二次):∑=++++=nj j jjm m x x x y 12110ββββΛinteraction(交叉):∑≤≠≤++++=mk j k j jkm m x x x x y 1110ββββΛquadratic(完全二次):∑≤≤++++=mk j k j jkm m x x x x y ,1110ββββΛ例1. 设某商品的需求量与消费者的平均收入、商品价格的统计数据如下,建立回归模型,预测平均收入为1000、价格为6时的商品需求量. 需求量 100 75 80 70 50 65 90 100 110 60 收入10006001200500300400130011001300300价格5766875439解法一:选择纯二次模型,即2222211122110x x x x y βββββ++++=.直接用多元二项式回归:x1=[1000 600 1200 500 300 400 1300 1100 1300 300]; x2=[5 7 6 6 8 7 5 4 3 9];y=[100 75 80 70 50 65 90 100 110 60]'; x=[x1' x2'];rstool(x,y,'purequadratic')在左边图形下方的方框中输入1000,右边图形下方的方框中输入6,则画面左边的“Predicted Y ”下方的数据变为88.47981,即预测出平均收入为1000、价格为6时的商品需求量为88.4791.在画面左下方的下拉式菜单中选”all ”, 则beta 、rmse 和residuals 都传送到Matlab 工作区中.在Matlab 工作区中输入命令:beta, rmse 得结果:beta = 110.5313 0.1464 -26.5709 -0.0001 1.8475 rmse = 4.5362故回归模型为:2221218475.10001.05709.261464.05313.110x x x x y +--+=剩余标准差为4.5362, 说明此回归模型的显著性较好.解法二:将2222211122110x x x x y βββββ++++=化为多元线性回归:X=[ones(10,1) x1' x2' (x1.^2)' (x2.^2)']; [b,bint,r,rint,stats]=regress(y,X); b,stats 结果为: b =110.5313 0.1464 -26.5709 -0.0001 1.8475 stats =0.9702 40.6656 0.0005三、非线性回归 1、非线性回归:(1)确定回归系数的命令:[beta,r,J]=nlinfit(x,y,’model ’, beta0)说明:beta 表示估计出的回归系数;r 表示残差;J 表示Jacobian 矩阵;x,y 表示输入数据x 、y 分别为矩阵和n 维列向量,对一元非线性回归,x 为n 维列向量;model 表示是事先用m-文件定义的非线性函数;beta0表示回归系数的初值. (2)非线性回归命令:nlintool(x,y,’model ’, beta0,alpha) 2、预测和预测误差估计:[Y,DELTA]=nlpredci(’model ’, x,beta,r,J)表示nlinfit 或nlintool 所得的回归函数在x 处的预测值Y 及预测值的显著性为1-alpha 的置信区间Y ±DELTA. 例1. 如下程序.解:(1)对将要拟合的非线性模型y=a x b e /,建立m-文件volum.m 如下: function yhat=volum(beta,x) yhat=beta(1)*exp(beta(2)./x); (2)输入数据: x=2:16;y=[6.42 8.20 9.58 9.5 9.7 10 9.93 9.99 10.49 10.59 10.60 10.80 10.60 10.90 10.76];beta0=[8 2]'; (3)求回归系数:[beta,r ,J]=nlinfit(x',y','volum',beta0); beta (4)运行结果:beta =11.6036 -1.0641 即得回归模型为:xey 10641.16036.11-=(5)预测及作图:[YY,delta]=nlpredci('volum',x',beta,r ,J);plot(x,y,'k+',x,YY,'r')四、逐步回归1、逐步回归的命令:stepwise(x,y,inmodel,alpha)n⨯阶矩阵;y表示因变量数据,1⨯n阶矩阵;inmodel表示矩说明:x表示自变量数据,m阵的列数的指标,给出初始模型中包括的子集(缺省时设定为全部自变量);alpha表示显著性水平(缺省时为0.5).2、运行stepwise命令时产生三个图形窗口:Stepwise Plot,Stepwise Table,Stepwise History.在Stepwise Plot窗口,显示出各项的回归系数及其置信区间.(1)Stepwise Table窗口中列出了一个统计表,包括回归系数及其置信区间,以及模型的统计量剩余标准差(RMSE)、相关系数(R-square)、F值、与F对应的概率P.例1. 水泥凝固时放出的热量y与水泥中4种化学成分x1、x2、x3、x4有关,今测得一组数据如下,试用逐步回归法确定一个线性模型.解:(1)数据输入:x1=[7 1 11 11 7 11 3 1 2 21 1 11 10]';x2=[26 29 56 31 52 55 71 31 54 47 40 66 68]';x3=[6 15 8 8 6 9 17 22 18 4 23 9 8]';x4=[60 52 20 47 33 22 6 44 22 26 34 12 12]';y=[78.5 74.3 104.3 87.6 95.9 109.2 102.7 72.5 93.1 115.9 83.8 113.3 109.4]'; x=[x1 x2 x3 x4];(2)逐步回归.①先在初始模型中取全部自变量:stepwise(x,y)得图Stepwise Plot 和表Stepwise Table.图Stepwise Plot中四条直线都是虚线,说明模型的显著性不好.从表Stepwise Table中看出变量x3和x4的显著性最差.②在图Stepwise Plot中点击直线3和直线4,移去变量x3和x4.移去变量x3和x4后模型具有显著性虽然剩余标准差(RMSE)没有太大的变化,但是统计量F的值明显增大,因此新的回归模型更好.(3)对变量y和x1、x2作线性回归.X=[ones(13,1) x1 x2];b=regress(y,X)得结果:b =52.57731.46830.6623故最终模型为:y=52.5773+1.4683x1+0.6623x2或这种方法4元二次线性回归clc;clear;y=[1.84099 9.67 23.00 38.12 1.848794 6.22 12.22 19.72 1.848794 5.19 10.09 15.31 ];X1=[60.36558 59.5376 58.89861 58.74706 60.59389 60.36558 59.2 58.2 60.36558 59.97068 59.41918 5 X2=[26.1636 26.35804 26.82438 26.91521 25.90346 25.9636 27.19256 27.42153 26.1636 26.07212 26.27.06063];X3=[0.991227 0.994944 0.981322 0.98374 1.011865 0.991227 1.074772 1.107678 0.991227 0.917904 1 1.1239];X4=[59.37436 58.54265 57.91729 57.69332 59.58203 59.37436 57.76722 57.42355 59.37436 59.05278 57.76687];format short gY=y'X11=[ones(1,length(y));X1;X2;X3;X4]'B1=regress(Y,X11)% 多元一次线性回归[m,n]=size(X11)X22=[];for i=2:nfor j=2:nif i<=jX22=([X22,X11(:,i).*X11(:,j)]);elsecontinueendendendX=[X11,X22];B2=regress(Y,X)% 多元二次线性回归[Y X*B2 Y-X*B2]plot(Y,X11*B1,'o',Y,X*B2,'*')hold on,line([min(y),max(y)],[min(y),max(y)]) axis([min(y) max(y) min(y) max(y)]) legend('一次线性回归','二次线性回归') xlabel('实际值');ylabel('计算值')运行结果:Y =1.8419.672338.121.84886.2212.2219.721.84885.1910.0915.31X11 =1 60.366 26.164 0.99123 59.3741 59.538 26.358 0.99494 58.5431 58.899 26.824 0.98132 57.9171 58.747 26.915 0.98374 57.6931 60.594 25.903 1.0119 59.5821 60.366 25.964 0.99123 59.3741 59.2 27.193 1.0748 57.7671 58.2 27.422 1.1077 57.4241 60.366 26.164 0.99123 59.3741 59.971 26.072 0.9179 59.1 59.419 26.587 1.0604 58.3591 58.891 27.061 1.1239 57.767 B1 =1488.9-4.3582-9.6345-61.514-15.359m =12n =5B2 =3120.4-7129.2-622.23-362.71-105.061388.1120.25.25379.58170.48-796.41ans =1.841 1.8449 -0.0039029.67 9.67 1.0058e-00923 23 1.397e-00938.12 38.12 3.539e-1.8488 1.8488 1.6394e-0096.22 6.227.2643e-12.22 12.22 2.6077e-19.72 19.72 -2.0489e-1.8488 1.8449 0.0039025.19 5.19 1.4529e-00910.09 10.09 1.0803e-00915.31 15.31 4.0978e-由图形可以看出,多元二次线性回归效果非常好,即,相当于Y=3120.4*X1 -7129.2 *X2 + 0*X3 + 0*X4 -622.23*X1*X1 -362.71*X1*X2 -105.06*X1*X3 + 1388 120.25*X2*X2+ .25 *X2*X3+ 379.58*X2*X4 + 170.48*X3*X3+ 0*X3*X4 -796.41*X4*X4。

matlab多元多次曲线拟合

matlab多元多次曲线拟合

matlab多元多次曲线拟合
在实际数据处理过程中,经常会遇到需要对多个变量进行拟合的情况,此时就需要用到matlab多元多次曲线拟合。

该方法可以通过实现多元多项式模型来拟合多个变量之间的复杂关系,使得数据更加精确、有用。

在matlab中,可以使用“polyfitn”函数实现多元多次曲线拟合。

该函数可以接收处理数据的X,Y和拟合次数N,然后返回多项式系数P。

对于N次多项式拟合,P将包含(N+1)×M个元素,其中每M个元素对应于一个变量。

使用“polyvaln”函数,可以用返回的多项式系数P对新数据进行拟合,从而得到预测结果。

同时,还可以使用“rsquare”函数评估模型的拟合程度,得到模型的预测能力。

需要注意的是,多元多次曲线拟合可能会出现过拟合问题。

因此,使用交叉验证等方法进行模型选择和优化是非常重要的。

总之,matlab多元多次曲线拟合是一种非常有效的数据处理方法,可以应用于多变量拟合的场合。

通过掌握该方法,可以更好地理解数据之间的复杂关系,并提高数据处理的效率和准确性。

多元统计分析MATLAB

多元统计分析MATLAB

多元统计分析MATLABMATLAB是一种用于技术计算和数据可视化的高级编程语言和环境。

它提供了丰富的工具箱和函数,用于进行多元统计分析,并能够帮助用户处理和分析大规模的数据。

在MATLAB中,可以使用各种函数进行多元统计分析,包括主成分分析(PCA)、多元方差分析(MANOVA)、线性回归、多元线性回归、判别分析、聚类分析和因子分析等。

这些函数可以帮助用户处理和分析多维数据,找到关键变量,解释变量之间的关系,并从数据中提取有用的信息。

主成分分析(PCA)是一种常用的多元统计分析方法,可用于降维和特征提取。

PCA可以将原始数据转化为一组新的无关变量,称为主成分,这些主成分是原始数据中方差最大的方向。

通过PCA,可以减少数据的维度,并可视化数据的分布和模式。

多元方差分析(MANOVA)是一种常用的多元统计分析方法,可用于比较两个或多个组别之间的差异。

MANOVA可以同时考虑多个因变量,并判断它们之间的差异是否显著。

它可以帮助我们理解多个因变量与一个或多个自变量之间的关系。

线性回归和多元线性回归是常见的用于建立因变量与自变量之间关系的统计方法。

MATLAB提供了强大的线性回归函数,可以帮助用户拟合线性模型,并评估模型的拟合优度。

判别分析是一种分类方法,可用于将观测对象分为不同的组别。

MATLAB中提供了各种判别分析函数,可用于建立分类模型,并预测新的观测对象所属的组别。

聚类分析是一种无监督学习方法,可用于将观测对象划分为相似的组别。

MATLAB中提供了各种聚类分析函数,如k-means和层次聚类,可用于对数据进行聚类,并将相似的观测对象放在一起。

因子分析是一种用于确定观测变量之间的潜在结构的统计方法。

MATLAB中提供了因子分析函数,可用于提取主成分和因子,并解释观测变量之间的关系。

综上所述,MATLAB提供了丰富的工具和函数,可用于进行多元统计分析。

这些方法可以帮助用户处理和分析大规模的数据,找到关键变量,解释变量之间的关系,并从数据中提取有用的信息。

matlab多元多项式拟合代码

matlab多元多项式拟合代码

一、多元多项式拟合概述在数据分析和机器学习中,多元多项式拟合是一种常用的数据建模方法。

通过使用多元多项式来拟合数据,可以帮助我们发现数据中的潜在规律,并进行预测和分类。

Matlab作为一种强大的数学建模工具,提供了丰富的函数和工具包用于多元多项式拟合,能够帮助用户快速、准确地进行数据分析和建模。

二、Matlab多元多项式拟合函数在Matlab中,多元多项式拟合函数主要包括polyfit和polyval两个函数。

polyfit函数用于对给定数据进行多项式拟合,得到多项式系数;polyval函数则用于利用拟合得到的系数对新的数据进行预测。

下面是polyfit和polyval函数的基本使用方法:1. 使用polyfit函数进行多元多项式拟合[p, S] = polyfit(x, y, n)其中,x和y分别代表输入数据的自变量和因变量,n代表多项式的阶数。

函数将返回多项式系数p和拟合统计信息S。

2. 使用polyval函数进行预测y_fit = polyval(p, x_fit)其中,p为拟合得到的多项式系数,x_fit为需要预测的自变量数据,y_fit为预测得到的因变量数据。

三、多元多项式拟合代码示例下面是一个简单的示例,演示了如何使用Matlab进行多元多项式拟合。

```matlab生成随机数据x = 0:0.1:10;y = 2*x.^2 - 3*x + 1 + randn(size(x));进行多元多项式拟合p = polyfit(x, y, 2);使用拟合系数预测新数据x_fit = 0:0.1:10;y_fit = polyval(p, x_fit);绘制原始数据和拟合曲线plot(x, y, 'o', x_fit, y_fit, '-');legend('原始数据', '拟合曲线');```以上代码首先生成了一组随机数据,然后利用polyfit函数对数据进行了二次多项式拟合。

基于Matlab矩阵运算的多元回归函数编程

基于Matlab矩阵运算的多元回归函数编程
用Y 表 示被解释 变量 , 表 示 自变量 , 表示干 扰项 ,那
么 总体 线性 方程 可以表示 为 J :
提供 了 比较丰 富的计量 分析 功能 。既然有 现成 的 回归分 析软
件 ,为 什么 还 要 自己编 写 原始 代 码 ?原 因有 以 下两 点 。第


计量 经济学 的发展 是 日新月异 的 ,上述 主 流 回归 分析软
赖于 矩 阵和 向量 的运算 ,因此 以矩 阵运算 为 内核 的Ma t l a b 是理 想 的编程 平 台 。本 文 以开 发多 元 线性 回归 函数 作 为例 子 ,
着重 分析 Ma t l a b自定 义 函数 的设 计 理念 ,同 时突 出v a r a r g i n 、n a r g i n 等特 殊 函数 的代码 编 写 。通 过 交 大小 。本 文的Ma t l a b 程 序给 出了
回归系 数 、标准 误 、P 值等 统计 量 ,符 合计 量分 析 的学术 标
t a b l e 函数 提供 了丰富的输 出选项 ,在 多元 回归 的情况 下可 以 用t a b l e 函数批量地输出各种统计量。
概 率 统计 等 数学 工具 ,本 文为 计量 研 究人 员提 供 了新 的 编程 视 角 。 关键 词 :矩阵 运算 ;Ma t l a b;多 元 线性 回归 ;函数 编程
中图分类号 :T P 3 l I . 1
文献标识码 :A
Mu l t i p l e Re g r e s s i o n Us i n g M a t l a b
Y={ B o 十8 l X 1 +p 2 X 2 十 …十p k x 十l l
用, , 表示被 解释变量 的向量形 式 , 表示 自变量 的矩阵形

ARCH模型和GARCH模型及其matlab实现.pdf

ARCH模型和GARCH模型及其matlab实现.pdf

方程(2)是条件方差方程(conditional variance equation),由二项
组成
常数
ARCH

2 t i
:滞后的残差平方
习题: 方程(2)给出了 t 的条件方差,请计算t 的无条件方差。
引理(方差分解公式):【不作要求】
证明:
Var(X)=Var[E(X|Y)]+E[Var(X|Y)]
当然,还可以直接使用方差整体显著性检验(F 检验:H0:除常数项外 所有系数都是 0)。
Eviews 操作:①先实施多元线性回归 ②view/residual/Tests/ARCH LM Test
下面依据实例来学习 ARCH 模型。
§2、GARCH 模型的实证分析
从收盘价,得到收益率数据序列。 series r=log(p)-log(p(-1)) 点击序列 p,然后 view/line graph
1500
2000
R
§1、ARCH 模型
1、条件方差
多元线性回归模型:
yt Xt t
条件方差或者波动率(Condition variance,volatility)定义为
2 t
vart1(t )
var(t
| t1)
其中 t1 是信息集。
2、ARCH 模型的定义
Engle ( 1982 ) 提 出 ARCH 模 型 ( autoregressive conditional
heteroskedasticity,自回归条件异方差)。
ARCH(q)模型:
yt x t t
(1)
t 的无条件方差是常数,但是其条件分布为
t
| t1
~
N
(0,

Matlab中的多元统计分析方法

Matlab中的多元统计分析方法

Matlab中的多元统计分析方法多元统计分析是指利用数学和统计学方法来解释数据集中的多个变量之间的关系。

在科学研究、工程领域和实际应用中,多元统计分析方法被广泛应用于数据的处理和分析。

Matlab作为一种强大的科学计算软件,提供了丰富的多元统计分析工具和函数,方便研究人员进行数据分析、模型建立和结果解释。

一、数据导入与预处理在进行多元统计分析之前,首先需要导入并预处理数据。

Matlab提供了多种方法来进行数据导入和预处理,包括读取文件、导入Excel数据和数据清洗等。

根据实际需求,可以选择使用不同的函数和工具。

常见的数据预处理方法包括数据清洗、缺失值处理和异常值检测。

在Matlab中,可以利用统计工具箱中的函数,如ismissing、fillmissing和isoutlier等函数,进行数据预处理。

这些函数可以帮助研究人员发现和处理数据中的问题,确保数据质量和准确性。

二、主成分分析(PCA)主成分分析(PCA)是一种常用的多元统计分析方法,用于降低数据维度和提取主要信息。

它通过线性变换将多个相关的变量转换为一组无关的主成分。

在Matlab中,可以利用pca函数进行主成分分析。

主成分分析的结果可以帮助研究人员理解数据集中的主要变量和变量之间的关系。

通过降维和提取主要信息,可以减少数据集的复杂性,并提高后续分析的效率。

此外,主成分分析还可以帮助识别异常值、发现潜在因素和进行数据可视化等。

三、判别分析(Discriminant Analysis)判别分析是一种用于确定类别之间差异的多元统计分析方法。

它通过将数据投影到低维空间中,并最大化类别之间的分离度,从而实现类别的区分。

在Matlab 中,可以利用classify函数进行判别分析。

判别分析在模式识别、分类和聚类问题中具有广泛的应用。

它可以帮助研究人员发现变量之间的差异和类别之间的关系,从而帮助解决实际问题。

此外,判别分析还可以用于特征选择、变量重要性评估和模型建立等。

Matlab实现多元回归实例-8页word资料

Matlab实现多元回归实例-8页word资料

Matlab 实现多元回归实例(一)一般多元回归一般在生产实践和科学研究中,人们得到了参数(),,n x x x =⋅⋅⋅1和因变量y 的数据,需要求出关系式()y f x =,这时就可以用到回归分析的方法。

如果只考虑f 是线性函数的情形,当自变量只有一个时,即,(),,n x x x =⋅⋅⋅1中n =1时,称为一元线性回归,当自变量有多个时,即,(),,n x x x =⋅⋅⋅1中n ≥2时,称为多元线性回归。

进行线性回归时,有4个基本假定: ① 因变量与自变量之间存在线性关系; ② 残差是独立的; ③ 残差满足方差奇性; ④ 残差满足正态分布。

在Matlab 软件包中有一个做一般多元回归分析的命令regeress ,调用格式如下:[b, bint, r, rint, stats] = regress(y,X,alpha) 或者[b, bint, r, rint, stats] = regress(y,X) 此时,默认alpha = 0.05. 这里,y 是一个1n ⨯的列向量,X 是一个()1n m ⨯+的矩阵,其中第一列是全1向量(这一点对于回归来说很重要,这一个全1列向量对应回归方程的常数项),一般情况下,需要人工造一个全1列向量。

回归方程具有如下形式: 其中,ε是残差。

在返回项[b,bint,r,rint,stats]中, ①01m b λλλ=⋅⋅⋅是回归方程的系数;②int b 是一个2m ⨯矩阵,它的第i 行表示i λ的(1-alpha)置信区间; ③r 是1n ⨯的残差列向量;④int r 是2n ⨯矩阵,它的第i 行表示第i 个残差i r 的(1-alpha)置信区间; 注释:残差与残差区间杠杆图,最好在0点线附近比较均匀的分布,而不呈现一定的规律性,如果是这样,就说明回归分析做得比较理想。

⑤ 一般的,stast 返回4个值:2R 值、F_检验值、阈值f ,与显著性概率相关的p 值(如果这个p 值不存在,则,只输出前3项)。

matlab多元多次曲线拟合

matlab多元多次曲线拟合

matlab多元多次曲线拟合matlab是一种强大的数据分析和可视化工具,它提供了许多用于多元多次曲线拟合的功能。

多元多次曲线拟合是一种将多个自变量与因变量之间的关系表示为曲面或曲线的方法。

这种方法在许多领域中都非常有用,例如经济学、工程学、物理学等。

在matlab中,可以使用多种工具进行多元多次曲线拟合,包括polyfit、cftool、regress等。

其中,polyfit是matlab中最常用的拟合函数之一,它可以用于拟合一元多次、多元一次和多元多次曲线。

cftool是matlab 中提供的一种交互式工具,可以帮助用户进行多元多次曲线拟合,并提供可视化结果。

regress是一种用于多元线性回归的函数,在组合使用多项式和回归分析时也非常有用。

在进行多元多次曲线拟合之前,需要先确定拟合的模型。

在matlab中,可以使用多项式、指数型、对数型、幂函数等不同类型的模型进行拟合。

确定模型后,要将数据导入matlab并进行处理。

通常,可以从文件中读取数据,或者使用matlab中提供的数据生成函数来生成数据。

在导入数据后,需要对数据进行预处理,例如去除异常值、填充缺失值等。

然后,使用拟合函数进行拟合,并对结果进行可视化和评估。

在进行多元多次曲线拟合时,需要注意一些问题。

首先,要注意过拟合和欠拟合问题。

过拟合是指模型过于复杂,过分拟合了数据中的噪音,导致对新数据的预测效果不佳。

欠拟合是指模型过于简单,无法捕捉数据中的趋势和变化,导致模型的预测精度较低。

其次,要根据不同的数据类型和模型选择适合的拟合函数和方法。

最后,要对拟合结果进行评估,例如计算拟合误差、确定拟合程度等。

总之,matlab提供了许多有用的工具和函数,可以帮助用户进行多元多次曲线拟合。

在进行拟合之前,要先确定拟合模型和数据预处理方式,并注意过拟合和欠拟合问题。

拟合完成后,要对结果进行可视化和评估。

多元GARCH的Matlab程序

多元GARCH的Matlab程序

多元GARCH模型预测的Matlab程序function[parameters,loglikelihood,Ht,likelihoods,stdresid,stderrors,A,B,scores] =full_bekk_mvgarch(data,p,q,BEKKoptions);%PURPOSE:%To Estimate a full BEKK multivariate GARCH model.%%%USAGE:%[parameters,loglikelihood,Ht,likelihoods,stdresid,stderrors,A,B,scores] =full_bekk_mvgarch(data,p,q,options);%%%INPUTS:%data-A t by k matrix of zero mean residuals%p-The lag length of the innovation process%q-The lag length of the AR process%options-(optional)Options for the optimization(fminunc)%%OUTPUTS:%parameters-A(k*(k+1))/2+p*k^2+q*k^2vector of estimated parameteters.F%or any k^2set of Innovation or AR parameters X,%reshape(X,k,k)will give the correct matrix%To recover C,use ivech(parmaeters(1:(k*(k+1))/2) %loglikelihood-The loglikelihood of the function at the optimum%Ht-A k x k x t3dimension matrix of conditional covariances %likelihoods-A t by1vector of individual likelihoods%stdresid-A t by k matrix of multivariate standardized residuals%stderrors-A numParams^2square matrix of robust Standad Errors(A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1))%A-The estimated inverse of the non-robust Standard errors %B-The estimated covariance of teh scores%scores-A t by numParams matrix of individual scores%need to try and get some smart startgin valuesif size(data,2)>size(data,1)data=data';end[t k]=size(data);k2=k*(k+1)/2;scalaropt=optimset('fminunc');scalaropt=optimset(scalaropt,'TolFun',1e-1,'Display','iter','Diagnostics','on','DiffMaxC hange',1e-2);startingparameters=scalar_bekk_mvgarch(data,p,q,scalaropt);CChol=startingparameters(1:(k*(k+1))/2);C=ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))*ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))' ;newA=[];newB=[];for i=1:pnewA=[newA diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i)];endfor i=1:qnewB=[newB diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i+p)];endnewA=reshape(newA,k*k*p,1);newB=reshape(newB,k*k*q,1);startingparameters=[CChol;newA;newB];if nargin<=3|isempty(BEKKoptions)options=optimset('fminunc');options.Display='iter';options.Diagnostics='on';options.TolX=1e-4;options.TolFun=1e-4;options.MaxFunEvals=5000*length(startingparameters);options.MaxIter=5000*length(startingparameters);elseoptions=BEKKoptions;endparameters=fminunc('full_bekk_mvgarch_likelihood',startingparameters,options,data, p,q,k,k2,t);[loglikelihood,likelihoods,Ht]=full_bekk_mvgarch_likelihood(parameters,data,p,q,k,k 2,t);loglikelihood=-loglikelihood;likelihoods=-likelihoods;%Standardized residualsstdresid=zeros(size(data));for i=1:tstdresid(i,:)=data(i,:)*Ht(:,:,i)^(-0.5);end%Std Errorsif nargout>=6A=hessian_2sided('full_bekk_mvgarch_likelihood',parameters,data,p,q,k,k2,t);h=max(abs(parameters/2),1e-2)*eps^(1/3);hplus=parameters+h;hminus=parameters-h;likelihoodsplus=zeros(t,length(parameters));likelihoodsminus=zeros(t,length(parameters));for i=1:length(parameters)hparameters=parameters;hparameters(i)=hplus(i);[HOLDER,indivlike]= full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);likelihoodsplus(:,i)=indivlike;endfor i=1:length(parameters)hparameters=parameters;hparameters(i)=hminus(i);[HOLDER,indivlike]= full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);likelihoodsminus(:,i)=indivlike;endscores=(likelihoodsplus-likelihoodsminus)./(2*repmat(h',t,1));B=cov(scores);A=A/t;stderrors=A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1);end。

garch-midas模型的matlab代码

garch-midas模型的matlab代码

GARCH-MIDAS模型是一种结合了广义自回归条件异方差(GARCH)模型和多指标动态因子模型(MIDAS)的时间序列建模方法,用于处理不同频率的金融时间序列数据。

GARCH-MIDAS模型能够有效地捕捉不同频率数据之间的动态关系,广泛应用于金融市场波动率预测、风险管理和资产定价等领域。

在实际应用中,研究人员通常使用matlab来进行GARCH-MIDAS模型的建模和分析。

以下是使用matlab实现GARCH-MIDAS模型的代码示例:1. 数据准备和预处理需要加载所需的数据并进行预处理,例如去除缺失值、标准化数据等操作。

```matlab加载数据data = xlsread('data.xlsx');y = data(:,1); 高频数据x = data(:,2:end); 低频数据```2. GARCH-MIDAS模型拟合利用GARCH-MIDAS模型进行拟合,需要设定GARCH模型的阶数、损失函数等参数。

```matlab设定GARCH模型参数garchParams =garchSet('GARCHLags',1,'ARCHLags',1,'Distribution','T');```3. 训练模型利用拟合好的GARCH-MIDAS模型对数据进行训练,得到拟合好的模型参数。

```matlab训练GARCH模型garchMidasModel = garch(x,y,'GARCHMIDAS', garchParams); ```4. 模型预测利用训练好的模型对未来数据进行波动率预测。

```matlab预测波动率yForecast = forecast(garchMidasModel, x, y);```以上是一段简单的GARCH-MIDAS模型的matlab代码示例,实际应用中可能需要根据具体问题进行更复杂的参数设定和数据处理。

(研究生 数理统计)多元线性回归及显著性检验Matlab程序(完美版)

(研究生 数理统计)多元线性回归及显著性检验Matlab程序(完美版)

多元线性回归及显著性检验Matlab程序(完美版)(一)一、说明:1、本程序是研究生教材《数理统计》(杨虎、刘琼、钟波编著)例4.4.1(P133)的Matlab编程解答程序。

教材上的例题只做了回归方程显著性分析和一次回归系数显著性分析(剔除x1后没有再检验x2和x3)。

2、本程序在以上的基础之上,还分别检验了x2和x3,并且计算精度更高。

3、本程序可根据用户的需要,在输入不同的显著性水平α之下得到相应的解答。

4、本程序移植性强,对于其他数据,只需要改变excel中的数据即可。

5、本程序输出的可读性强,整洁美观。

二、数据入下(将数据存入excel表格,文件名为jc_p133_example.xls。

注意数据是按x1,三、完整程序如下:%----------------------------by ggihhimm----------------------------%《数理统计》杨虎、刘琼、钟波编著例4.4.1 多元线性回归及显著性检验完整解答% 输入需要的显著水平α(默认α=0.02),计算出不同结果(见运行结果)% 该程序也适合其他维数的数据分析(只需改变excel表格中的数据即可)%----------------------------by ggihhimm----------------------------clear;clc;data=xlsread('jc_p133_example.xls','sheet1');xi=data(:,1:end-1);[n,k]=size(data);k=k-1;index_of_xi_array=ones(1,k);X=[ones(n,1) xi];Y=data(:,end);fprintf('第1次计算结果:\r')beta_mao=((X'*X)\X'*Y)';fmt_str0='';for i0=1:k+1fmt_str0=[fmt_str0 'β' num2str(i0-1) ' = %0.4f\r'];endfprintf(fmt_str0,beta_mao)fprintf('\r')%%检验回归方程的显著性x_ba=mean(xi);y_ba=mean(Y);St_square=sum(Y.^2)-n*y_ba^2;lxy=sum((xi-ones(n,1)*x_ba).*((Y-y_ba)*ones(1,k)));Sr_square=sum(beta_mao(2:end).*lxy);Se_square=St_square-Sr_square;c_flag=Sr_square/Se_square;F_alpha=input('>>>>>>请输入您要求的显著性水平(0<α<1)α= ');while ~(isscalar(F_alpha) && F_alpha<1 && F_alpha>0)F_alpha=input('您的输入有误,请重新输入一个大于0,小于1的数,α= ');endF_fenweidian=finv(1-F_alpha,k,n-k-1);c=k/(n-k-1)*F_fenweidian;if c_flag>cfprintf(['\r--------------------回归方程显著性检验(H0:β1=β2=...=βk=0)' ...'--------------------\r经过计算:拒绝H0,原假设不成立。

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多元GARCH模型预测的Matlab程序
function[parameters,loglikelihood,Ht,likelihoods,stdresid,stderrors,A,B,scores] =full_bekk_mvgarch(data,p,q,BEKKoptions);
%PURPOSE:
%To Estimate a full BEKK multivariate GARCH model.%
%
%USAGE:
%[parameters,loglikelihood,Ht,likelihoods,stdresid,stderrors,A,B,scores] =full_bekk_mvgarch(data,p,q,options);
%
%
%INPUTS:
%data-A t by k matrix of zero mean residuals
%p-The lag length of the innovation process
%q-The lag length of the AR process
%options-(optional)Options for the optimization(fminunc)
%
%OUTPUTS:
%parameters-A(k*(k+1))/2+p*k^2+q*k^2vector of estimated parameteters.F
%or any k^2set of Innovation or AR parameters X,
%reshape(X,k,k)will give the correct matrix
%To recover C,use ivech(parmaeters(1:(k*(k+1))/2) %loglikelihood-The loglikelihood of the function at the optimum
%Ht-A k x k x t3dimension matrix of conditional covariances %likelihoods-A t by1vector of individual likelihoods
%stdresid-A t by k matrix of multivariate standardized residuals
%stderrors-A numParams^2square matrix of robust Standad Errors(A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1))
%A-The estimated inverse of the non-robust Standard errors %B-The estimated covariance of teh scores
%scores-A t by numParams matrix of individual scores
%need to try and get some smart startgin values
if size(data,2)>size(data,1)
data=data';
end
[t k]=size(data);
k2=k*(k+1)/2;
scalaropt=optimset('fminunc');
scalaropt=optimset(scalaropt,'TolFun',1e-1,'Display','iter','Diagnostics','on','DiffMaxC hange',1e-2);
startingparameters=scalar_bekk_mvgarch(data,p,q,scalaropt);
CChol=startingparameters(1:(k*(k+1))/2);
C=ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))*ivech(startingparameters(1:(k*(k+1))/2))' ;
newA=[];
newB=[];
for i=1:p
newA=[newA diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i)];
end
for i=1:q
newB=[newB diag(ones(k,1))*startingparameters(((k*(k+1))/2)+i+p)];
end
newA=reshape(newA,k*k*p,1);
newB=reshape(newB,k*k*q,1);
startingparameters=[CChol;newA;newB];
if nargin<=3|isempty(BEKKoptions)
options=optimset('fminunc');
options.Display='iter';
options.Diagnostics='on';
options.TolX=1e-4;
options.TolFun=1e-4;
options.MaxFunEvals=5000*length(startingparameters);
options.MaxIter=5000*length(startingparameters);
else
options=BEKKoptions;
end
parameters=fminunc('full_bekk_mvgarch_likelihood',startingparameters,options,data, p,q,k,k2,t);
[loglikelihood,likelihoods,Ht]=full_bekk_mvgarch_likelihood(parameters,data,p,q,k,k 2,t);
loglikelihood=-loglikelihood;
likelihoods=-likelihoods;
%Standardized residuals
stdresid=zeros(size(data));
for i=1:t
stdresid(i,:)=data(i,:)*Ht(:,:,i)^(-0.5);
end
%Std Errors
if nargout>=6
A=hessian_2sided('full_bekk_mvgarch_likelihood',parameters,data,p,q,k,k2,t);
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hplus=parameters+h;
hminus=parameters-h;
likelihoodsplus=zeros(t,length(parameters));
likelihoodsminus=zeros(t,length(parameters));
for i=1:length(parameters)
hparameters=parameters;
hparameters(i)=hplus(i);
[HOLDER,indivlike]= full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);
likelihoodsplus(:,i)=indivlike;
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for i=1:length(parameters)
hparameters=parameters;
hparameters(i)=hminus(i);
[HOLDER,indivlike]= full_bekk_mvgarch_likelihood(hparameters,data,p,q,k,k2,t);
likelihoodsminus(:,i)=indivlike;
end
scores=(likelihoodsplus-likelihoodsminus)./(2*repmat(h',t,1));
B=cov(scores);
A=A/t;
stderrors=A^(-1)*B*A^(-1)*t^(-1);
end。

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