随机游走序列平稳吗_【问答】时间序列系列(一)—— 平稳序列

本文探讨了随机游走序列是否为平稳序列的问题,通过严平稳、一阶平稳和二阶平稳的概念,说明在不同情况下,序列的平稳性特征。实例展示表明,即使没有明显趋势,方差的变化也会导致非平稳性。实际应用中,通常关注二阶平稳性,即均值、方差和自协方差的稳定性。

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0076227c8d5e9c8883b85aca1887656f.png 466e32efdb7e3bded25a09fbd4a1276f.png 编写:果壳屋 466e32efdb7e3bded25a09fbd4a1276f.png   什么是平稳/非平稳序列? 如果时间的变化不会导致分布的变化——我们谈论的是分布统计属性,如均值、方差和协方差——我们就把时间序列称为为平稳的(stationary)。这并不意味着序列不会随时间而变化,只是它的变化方式本身不会随时间而变化。平稳的时间序列的类型如下:
  • 严平稳(strict stationary):任何阶的矩(moment)(例如均值、方差、三阶以及更高阶的矩)的联合分布不取决于时间。第一个例子,均值随时间而增加,时间序列存在上升趋势。第二个例子,序列不包含任何趋势,但数据的方差确实差异很大,因此这也不具有非静止性。第三个例子,则随着时间的增加,分布会逐渐收窄,这意味着协方差是时间的函数。从严平稳的角度,这三个例子都不是平稳时间序列。实际上,这个定义太严格了,不能用于实际模型。

  • 一阶平稳(first-order stationary):序列的均值永不随着时间而变化,而其他阶的矩,如方差可以改变。

  • 二阶(或弱)平稳(second-order/weak stationary):序列具有恒定的均值、方差和自协方差(autocovariance),其他阶的矩可以随着时间的推移而自由变化。

  非平稳(non-stationary)的定义是,如果时间序列的统计属性随时间而变化,那么时间序列是非平稳的。大多数真实
### 关于径向基函数(RBFs)在MATLAB中的实现 径向基函数(Radial Basis Functions, RBFs)种用于插值和平滑数据的强大工具,在模式识别、时间序列预测等领域有广泛应用。下面提供种基于高斯核的简单RBF网络模型构建方法。 #### 创建中心点和宽度参数 首先定义组中心点`centers`以及对应的宽度参数`widths`,这些可以依据具体应用场景来设定: ```matlab % 定义输入空间内的若干个中心位置 centers = linspace(-10, 10, 20); % 假设有20个中心分布在[-10,10]区间上 widths = ones(1,length(centers))*2; % 给定统的标准差作为宽度 ``` #### 构建径向基函数矩阵 对于给定的组训练样本`X_train`,计算其相对于各个中心的距离并应用指数衰减形成特征映射Φ(X): ```matlab function Phi = rbf_kernel_matrix(X, centers, widths) N = size(X, 1); M = length(centers); Phi = zeros(N,M); for i=1:N for j=1:M Phi(i,j) = exp(-(norm(X(i,:)-centers(j)).^2)/(2*widths(j)^2)); end end end ``` 此部分实现了径向基函数的核心运算逻辑[^1]。 #### 训练权重系数 通过最小二乘法求解线性方程组得到最优权值W: ```matlab % X_train 是 n×d 的训练集;y_train 是目标变量列向量 Phi_train = rbf_kernel_matrix(X_train', centers, widths); W = (Phi_train'*Phi_train)\(Phi_train')*y_train; ``` 上述过程完成了从原始输入到隐含层表示的学习,并进步拟合输出关系。 #### 预测新实例 当获得测试集`X_test`之后,利用已学得的参数完成预测操作: ```matlab Phi_test = rbf_kernel_matrix(X_test', centers, widths); predictions = Phi_test * W; ``` 以上即为个完整的径向基函数神经网络框架描述及其在MATLAB环境下的简易实现方式。
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