基于MATLAB股票市场的线性预测

1、基于MATLAB股票市场的线性预测摘要:随着计算技术和信息科学的飞速发展，信号处理逐渐发展成一门独立的学科，成为信息科学的重要组成部分，广泛应用在经济、金融等各种领域中，其中线性预测是最为广泛的一种方法。本设计借助MATLAB的技术工具软件对股票价格的数据信号图进行分析，来构造一个线性预测器。并用MATLAB生成一个豪华的界面，把线性预测的结果直观、明了的表现出来。本设计在理解信号与系统基本原理的前提下，利用MATLAB设计了一个线性预测系统，该系统利用一个离散时间有限脉冲响应（FIR）滤波器来解决属于预测建模等问题。这是一个基于MATLAB计算机仿真的股票线性预测模型，它用股票的开盘、收盘、

2、最高、最低四种价位为源信号进行预测，可以选择滤波器的阶数来调整它的精确度，能够做到预测误差最小。关键词：线性预测系统、MATLAB、离散时间有限脉冲响应（FIR）滤波器1.股票线性预测的原理本文设计一个系统，它能够单独的根据过去的值预测xn信号的将来值。对于线性预测来说，这个系统是一个FIR滤波器，它根据过去值的一种线性组合算出一个预测量：1-1)尢lnL才aIn-kkk=1式1-1中的就是预测值。因为用了信号先前的p个值构成这种预测，所以这是一个p阶预测器。给定某一固定的滤波器阶p，线性预测问题就是要确定一组滤波器系数，以使得“最好的”实现1-1的预测确实这个“最好”系数的最常用的准则是某些

3、系数，使得总的平方预测误差达到最小：E=艺Ien!=为IxLXLn=1n=11-2)式1-2中，假设序列xn的长度为N,有几个途径可以用来对ak求解以使式1-2中E_x1x2xpxp+1ai+ep+1ep+2xp+1xp+2xNp:xN1a1_eN_xN_最小。最简单的方法是利用MATLAB来解这个联立线性方程组。假设NP,这个线性预测问题可以转换成式1-3的矩阵形式。(1-3)式1-3还可以紧凑一些写成-Xa+e=x。这个方程用来对向量a求解，以使总平方预测误差e*e最小。式1-3左边放一半减号是为了让“预测误差滤波器”能表示成e=Xa+x。2.利用matlab实现股票预测的编程思想利用ma

4、tlab实现股票线性预测的编程流程图如图1所示。根据信源xn求解滤波器系数1F得到第一个预测佶1r重新构造矩阵X1得到预测值图1股票预测流程图首先根据信源Xn构造矩阵X,求出滤波器的系数ak,得到第一个预测值，后重新构造矩阵X1,然后根据X1在循环回重新构造下一个矩阵X，X。得到最终的预测值。若已知信源xn,求解系数ak，则可根据上述流程求出xn+l,xn+2等一系列预测值。3.计算机仿真股票线性预测模型3.1模型简介本模型一共有两个主程序，分别做出主界面“股票线性预测”与预测界面“预测现场”。主界面程序为feimain.m,它调用了预测器界面程序highpan.m在highpan.m中又分别

5、调用了子程序xtxs.m来求解滤波器系数ak,子程序hqy_wav.m来求解预测值，子程序gett.m载入数据和四个信源，即开盘价Open.m、收盘价Close21.m、最高价High.m与最低价Low.m。3.2使用简介当执行feimain.m时，将出现一个主界面如图2所示。图 卜A强至预割界而-!x|Wolc.ottictoyou!吹迎进入亦票预测图2股票预测主界面点击“欢迎进入股市预测”按钮就可调出预测器界面，如图3所示。”TVMrEftJfirs6間J?(Wreka)10121X13012513011511010510036101213513O12513O11511Q1.F1!.亠-沱

6、.6JIJ?Weeks)图3预测器界面点击“指导老师”或者“设计人员”菜单项都可弹出相应的姓名。如图4所示。*預测現场指导老师设计人员4主要编辑程序4.1主界面程序%主界面程序clc;nandyl=0.50.50.5;nandy=l11;nandy2=0.70.70.7;%设定图形界面h_mm=figure(name,股票预测界面:units,normalized,position,0.20.20.50.3,.menubar,none,numbertitle,off,Color,nandy);%设定图形句柄的各项属性set(h_mm,defaultuicontrolfontsize,13);s

7、et(h_mm,defaultuicontrolbackgroundcolor,nandy2);set(h_mm,defaultuicontrolunits,normalized);set(h_mm,defaultuicontrolfontunits,pixels);set(h_mm,defaultuicontrolfontname,隶书);h_text=uicontrol(h_mm,style,text,string,Welcometoyou!,position,.0.290.40.450.4,backgroundcolor,w,fontsize,24);h_push=uicontrol(h

8、_mm,style,push,string,欢迎进入股票预测,position,.0.310.30.40.18,backgroundcolor,.0.70.70.7,fore,k,fontsize,18,call,close,highpan);运行主程序后如图5点击“欢迎进入股票预测”按钮就可调用预测器主程序运行结果。“虛票预测界面口x|Welcometoyou!欢迎进入跌票预测4.2预测器主程序nandy1=0.60.60.6;nandy=111;nandy2=0.70.70.7;N1=10;N=10;hyh=1;%设置图形界面h_mm=figure(name,预测现场,.units,nor

9、malized,position,0.150.10.850.45,.menubar,none,numbertitle,off,color,nandy);%设置图形句柄的各项属性set(h_mm,defaultuicontrolfontsize,13);set(h_mm,defaultuicontrolbackgroundcolor,nandy2);set(h_mm,defaultuicontrolunits,normalized)set(h_mm,defaultuicontrolfontunits,pixels);set(h_mm,defaultuicontrolfontname,隶书);%设

10、置轴对象h_axes1=axes(position,0.090.40.40.5,visible,on);gridon;h_axes2=axes(position,0.580.40.40.5,visible,on);gridon;%设定菜单指导老师!)；设计人员);徐海东,separator,on);h_menu1=uimenu(h_mm,Label,h_menu2=uimenu(h_mm,Label,zmenu=uimenu(h_menu1,Label,);h_menu3=uimenu(h_menu2,Label,%设定空间区域框h_framel=uicontrol(h_mm,style,fr

11、ame,position,.0.060.030.90.23,backgroundcolor,nandy1);%设定文本框h_editl=uicontrol(h_mm,style,edit,position,0.380.070.150.08,.back,w,string,10,call,N1=gett(h_editl,1);,.hqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,hyh);h_edit2=uicontrol(h_mm,style,edit,position,0.60.070.150.08,.back,w,string,10,call,N1=gett(h_edit2,1);,

12、.hqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,hyh);Ijp=(N1=get(h_editl,value);%设定各种静态文本框h_text1=uicontrol(h_mm,style,text,position,0.080.170.180.07,string,.图6预测类型,backgroundcolor,nandyl,fore,w);h_text2=uicontrol(h_mm,style,text,position,0.350.170.180.07,string,.预测阶数,backgroundcolor,nandy1,fore,w);h_text3=uicontrol(

13、h_mm,style,text,position,0.580.170.180.07,string,.预测周数,backgroundcolor,nandy1,fore,w);h_push=uicontrol(h_mm,style,push,position,0.80.070.10.1,string,.i关闭,call,close，backgroundcolor,nandy1,fore,w);%设定弹出框h_popupl=uicontrol(h_mm,style,popup,string,.最高价预测I最低价预测I开盘预测收盘预测，position,0.080.130.210.03,back,w,

14、call,num=gett(h_popupl,2);,.ifnum=1,hyh=1;,.hqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,hyh);end,.ifnum=2,hyh=2;,.hqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,hyh);end,.ifnum=3,hyh=3;,.hqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,hyh);end,.ifnum=4,hyh=4;,.hqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,hyh);end,);hqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,hyh);主程序调用出预测界面(如图6)。然

15、后继续调用预测程序，求解系数子程序和数据载入程序，程序如下。4.3预测程序functionhqy_wav(h_axes1,h_axes2,N1,N,mm)ifmm=1x=High;elseifmm=2x=Low;elseifmm=3x=Open;elseifmm=4x=Close21;endaxes(h_axes1);cla;plot(x);gridon;title(原价图);xlabel(周数(Weeks);ylabel(道琼斯工业指数);axes(h_axes2);cla;fork=1:N;n=length(x);q=xtxs(x,N1);m=0;X=zeros(n-N1,N1);fori

16、=1:n-N1;forj=1:N1;X(i,j)=x(j+m);endm=m+1;endi=n-N1+1;forj=1:N1-1;X(i,j)=x(m+j);endX(i,N1)=x(m+N1);yy=-X*q;w=yy(n-N1+1,1);x(1,n+1)=w;endplot(x);axis(0,12,95,135);title(预测图);xlabel(周数(Weeks);ylabel(道琼斯工业指数);gridon;4.4求解系数子程序functiona=xtxs(x,p)n=length(x);m=0;X=zeros(n-p-1,p);fori=1:n-p-1;forj=1:p;X(i,

17、j)=x(j+m);endm=m+1;endi=n-p;forj=1:p-1;X(i,j)=x(m+j);endx(i,p)=x(m+p);x1=zeros(n-p);fori=1:n-p;x1(i)=x(i+p);endi=n-p;x1(i)=x(i+p);a=-(Xx1);%xk=-x*a%k=xk4.5数据载入子程序functionT=gett(ha,tv)%getthestringorvalueofhaiftv=1T=str2double(get(ha,string);elseiftv=2T=get(ha,value);elseiftv=3T=get(ha,string);end最后通

18、过选择道琼斯工业指数的信源子程序进行预测。如图7所示。JHMflJS.TXT1-!.yJfirs6間尅(Weeks)10126同费(WEEks)1012预测兴31图7图7预测的是用10阶的预测器预测未来10周的股票最高价趋势。在预测类型的下拉菜单中可以选择“最高价预测”“最低价预测”“开盘预测”或“收盘预测”四个选项如图8所示。|JB;低价预测开盘预测收盘预测图8同时在预测阶数和预测周数文本框中填写数据得到不同的预测值。本设计模型的信源长度为104,随着阶数的增大，预测值精度不断提高，但当阶数增大到26时，其误差到达最小，如果继续增大阶数，已经不再影响其精度。验证方法为：在道琼斯指数的四个信源中取一种信源，其长度为104,截取最后的20个信源，把前84个信源载入预测器中。在周数相同的情况下，选择不同的阶数来预测后20个信源，把预测出来的结果与截取的后20个信源相比较，再求其误差就可观察该模型的精确度。5结论本设计内容在理解信号与系统基本原理的前提下，利用MATLAB设计了一个线性预测系统，该系统利用一个离散