R中的方程式工具变量回归（控制函数）

Posted 2023-02-14

【中文标题】R中的方程式工具变量回归（控制函数）

【英文标题】：Equation-by-equation instrumental variable regression (control function) in R

【发布时间】：2022-01-11 21:04:28

【问题描述】：

我想用 R 中的控制函数（使用 @987654323 @ 和 broom)。我想基于具有因变量y、内生变量x、此内生变量z1 的工具和外生变量z2 的分组数据框来实现这一点。遵循两阶段最小二乘法 (2SLS) 方法，我将运行：(1) 在 z1 和 z2 上回归 x 和 (2) 在 x 上回归 y， z2 和 v（来自 (1) 的残差）。有关此方法的更多详细信息，请参阅：https://www.irp.wisc.edu/newsevents/workshops/appliedmicroeconometrics/participants/slides/Slides_14.pdf。不幸的是，我无法在没有错误的情况下运行第二次回归（见下文）。

我的数据如下所示：

df <- data.frame(
  id = sort(rep(seq(1, 20, 1), 5)),
  group = rep(seq(1, 4, 1), 25),
  y = runif(100),
  x = runif(100),
  z1 = runif(100),
  z2 = runif(100)
) 

其中id 是观察的标识符，group 是组的标识符，其余部分在上面定义。

library(tidyverse)
library(broom)

# Nest the data frame
df_nested <- df %>% 
  group_by(group) %>% 
  nest()

# Run first stage regression and retrieve residuals
df_fit <- df_nested %>% 
  mutate(
    fit1 = map(data, ~ lm(x ~ z1 + z2, data = .x)),
    resids = map(fit1, residuals) 
  )

现在，我想运行第二阶段回归。我已经尝试了两件事。

第一：

df_fit %>% 
  group_by(group) %>% 
  unnest(c(data, resids)) %>% 
  do(lm(y ~ x + z2, data = .x))

这会产生Error in is.data.frame(data) : object '.x' not found。

第二：

df_fit %>% 
  mutate(
    fit2 = map2(data, resids, ~ lm(y ~ x + z2, data = .x))
  )
  
df_fit %>% unnest(fit2)

这会产生：Error: Must subset columns with a valid subscript vector. x Subscript has the wrong type `grouped_df< 。如果您要处理更大的数据集，则第二种方法甚至会遇到存储问题。

这是如何正确完成的？

【问题讨论】：

我以更一般的方式重新表述了上述问题（重点是在最终回归中包含来自先前回归的元素）。你可以在这里找到它：***.com/questions/70287136/….

【参考方案1】：

broom 包已加载，但tidy 未应用于lm 输出。此外，OP 的代码有一些拼写错误，即在mutateing 创建fit2 之后，对象'df_fit' 没有更新（<-），因此df_fit %>% unnest(fit2) 无法工作，因为找不到该列

library(dplyr)
library(purrr)
library(broom)
library(tidyr)
df_fit %>%
    ungroup %>% 
    mutate(
    fit2 = map2(data, resids, ~ tidy(lm(y ~ x + z2, data = .x))
  )) %>% 
   unnest(fit2)

-输出

# A tibble: 12 × 9
   group data              fit1   resids     term        estimate std.error statistic  p.value
   <dbl> <list>            <list> <list>     <chr>          <dbl>     <dbl>     <dbl>    <dbl>
 1     1 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> (Intercept)  0.357       0.126    2.82   0.00987 
 2     1 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> x           -0.0290      0.173   -0.168  0.868   
 3     1 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> z2           0.204       0.183    1.11   0.278   
 4     2 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> (Intercept)  0.470       0.139    3.38   0.00272 
 5     2 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> x            0.168       0.206    0.816  0.423   
 6     2 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> z2           0.00615     0.176    0.0350 0.972   
 7     3 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> (Intercept)  0.625       0.147    4.25   0.000325
 8     3 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> x            0.209       0.255    0.818  0.422   
 9     3 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> z2          -0.398       0.183   -2.18   0.0406  
10     4 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> (Intercept)  0.511       0.235    2.17   0.0407  
11     4 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> x            0.0468      0.247    0.189  0.851   
12     4 <tibble [25 × 5]> <lm>   <dbl [25]> z2          -0.0246      0.271   -0.0908 0.929   

【讨论】：

谢谢。这解决了问题。

我有一个后续问题：你不应该将 .y["resids"] 包含到 fit2 = map2(data, resids, ~ tidy(lm(y ~ x + z2 + .y ["resids"], data = .x)) 以便在回归公式中考虑残差向量？

@timm 您可能必须使用paste 或使用reformulate 构造公式。你能问一个新问题吗