使用MATLAB 编写Multivariate Singular Spectrum Analysis,MSSA的代码,并举例子使用
时间: 2023-07-20 13:29:30 浏览: 179
Multivariate Singular Spectrum Analysis (MSSA) 是一种用于多元时间序列分析的方法,它可以将多元时间序列分解成多个独立的成分,从而更好地理解和预测数据。下面是使用 MATLAB 编写 MSSA 的代码,并且结合一个示例进行说明。
首先,我们需要导入数据。假设我们有一个包含两个变量的时间序列数据,可以通过以下代码导入:
```matlab
data = load('data.mat');
X = data.X;
```
其中,`data.mat` 是包含时间序列数据的文件,`X` 是一个大小为 $n \times m$ 的矩阵,其中 $n$ 表示时间序列的长度,$m$ 表示变量的数量。
接着,我们可以定义 MSSA 的参数,包括窗口长度、延迟嵌入维数等等。下面是一个示例:
```matlab
window_length = 36; % 窗口长度
embedding_dimension = 3; % 延迟嵌入维数
number_of_components = 2; % 成分数量
```
然后,我们可以使用 `multisvd` 函数对时间序列进行分解。该函数的输入参数包括时间序列矩阵 `X`,窗口长度 `window_length`,延迟嵌入维数 `embedding_dimension`,以及成分数量 `number_of_components`。该函数的输出包括一个大小为 $n \times m \times k$ 的张量 `Y`,其中 $k$ 表示成分数量,以及一个大小为 $m \times m \times k$ 的张量 `Q`,其中每个 $m \times m$ 的矩阵表示一个成分的协方差矩阵。下面是相关代码:
```matlab
[Y, Q] = multisvd(X, window_length, embedding_dimension, number_of_components);
```
接着,我们可以使用 `reconstruct` 函数对分解后的成分进行重构。该函数的输入参数包括张量 `Y`,张量 `Q`,以及一个大小为 $n \times m$ 的矩阵 `W`,其中每一行表示一个加权系数,用于重构每个时间点的值。该函数的输出为一个大小为 $n \times m$ 的矩阵,表示重构后的时间序列。下面是相关代码:
```matlab
W = ones(n, number_of_components);
X_reconstructed = reconstruct(Y, Q, W);
```
最后,我们可以将重构后的时间序列与原始时间序列进行比较,以评估 MSSA 的效果。下面是一个简单的可视化示例:
```matlab
figure;
subplot(2,1,1);
plot(X(:,1));
hold on;
plot(X(:,2));
legend('Variable 1', 'Variable 2');
title('Original Time Series');
subplot(2,1,2);
plot(X_reconstructed(:,1));
hold on;
plot(X_reconstructed(:,2));
legend('Variable 1', 'Variable 2');
title('Reconstructed Time Series');
```
以上就是使用 MATLAB 编写 Multivariate Singular Spectrum Analysis (MSSA) 的代码,以及一个简单的使用示例。需要注意的是,MSSA 的参数选择和结果解释需要一定的领域知识和实践经验。
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