含分数阶多项式的离散灰色预测模型及其应用
作者:
作者单位:

1.南京航空航天大学;2.许昌电气职业学院 河南 许昌

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

N941.5

基金项目:

国家自然科学基金项目(71771119,72001107);国家自然科学基金青年科学基金项目(71901191);教育部人文社会科学研究青年基金项目(19YJC630167);江苏省自然科学青年基金项目(BK20190426);


Discrete grey forecasting model with fractional order polynomial and its application
Author:
Affiliation:

1.Nanjing University of Aeronautics and Astronautics;2.Xuchang Electrical Vocational College,Xuchang

Fund Project:

National Natural Science Foundation of China(71771119,72001107,71901191);Humanity and Social Science Youth foundation of Ministry of Education(19YJC630167);Natural fund of Jiangsu Province((BK20190426))

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    摘要:

    为了进一步提高灰色预测模型的拟合预测精度,\ 针对现有的含时间幂次项灰色预测模型的局限性,\ 通过引入分数阶多项式,\ 提出了一种含分数阶$\gamma-$多项式离散灰色模型FPDGM(1,1,$N$).\ 对该模型的建模机理、参数估计、递推时间响应式等进行研究,\ 并讨论了$\gamma$和$N$几种特殊取值下的该模型的性质.\ 研究表明,\ DGM(1,1)模型、NDGM(1,1)模型和DGM(1,1,$N$)模型等均是FPDGM(1,1,$N$)模型的特殊形式,\ 因此,\ 该模型在形式上统一了现有的含时间幂次项灰色模型,\ 扩大了灰色预测理论的应用范围.\ 最后通过实验表明,\ 所提出的新模型具有更好的拟合和预测精度,\ 从而验证了所构建模型的有效性和适用性.

    Abstract:

    In order to further improve the fitting prediction accuracy of the grey prediction model,\ aiming at the limitation of the existing grey prediction model with time power term,\ a discrete grey model with fractional order $\gamma-$polynomial,\ abbreviated as FPDGM(1,1,$N$) model,\ is proposed by introducing fractional order polynomial.\ The modeling mechanism,\ parameter estimation and recursive time response formula of the model are studied.\ The properties of the model under some special values of $\gamma$ and $N$ are discussed.\ The results show that DGM(1,1) model, NDGM(1,1) model and DGM(1,1,$N$) model are all special forms of FPDGM(1,1,$N$) model.\ Therefore,\ this model formally unifies the existing grey model with time power term and enlarges the application scope of grey prediction theory.\ Finally,\ experiments show that the new model has better fitting and prediction accuracy,\ which verifies the validity and applicability of the proposed model.

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  • 收稿日期:2022-01-11
  • 最后修改日期:2023-02-23
  • 录用日期:2022-09-03
  • 在线发布日期: 2022-09-23
  • 出版日期: