MATLAB®と象征数学工具箱™をを使しとて代式(DAE)をを。GyD.F4y2Ba
关节(状态数)GyD.F4y2Ba をを分类数方程程式式,次のような形をもち。GyD.F4y2Ba
ここで,GyD.F4y2Ba はは分数です。方程式の数GyD.F4y2Ba はは分数の数GyD.F4y2Ba と一致しなければなりません。GyD.F4y2Ba
ほとんどのdae系はGyD.F4y2Baode15i.GyD.F4y2Ba
のようなmatlab®ソルバーソルバーの力として直接のに适した形式にてないため形式symbolてないためためないの能能ををてはじめになな形式に変换しはじめにな形式はの変换しインデックスインデックス适切なはにのの微インデックス(系系odeに简约するの必要必要ななののに必要な减らしから,dae系をmatlab®ソルバーに适し适し数据有关部ハンドルに変换します。次次,matlab®ソルバーであるGyD.F4y2Baode15i.GyD.F4y2Ba
那GyD.F4y2Baode15s.GyD.F4y2Ba
,またはGyD.F4y2BaODE23T.GyD.F4y2Ba
のいずれかを使使てdaeを求解します。GyD.F4y2Ba
これらこれらの手顺を完了完了ことでででで系を解きGyD.F4y2Ba
次の図の振子のDAEを解くことでDAEワークフローを示します。GyD.F4y2Ba
状态状态数は次のですです。GyD.F4y2Ba
振子寿水平位置GyD.F4y2Ba
振子の垂直位置GyD.F4y2Ba
振子の飞び出しを妨げる力GyD.F4y2Ba
変数は次のとおりです。GyD.F4y2Ba
振子の销料GyD.F4y2Ba
振子の长さGyD.F4y2Ba
重力数GyD.F4y2Ba
Dae系は次のですです。GyD.F4y2Ba
纽带GyD.F4y2Ba
を用いて独立変数と状态変数を指定します。GyD.F4y2Ba
纽带GyD.F4y2Bax(t)GyD.F4y2Bay(t)GyD.F4y2Bat(t)GyD.F4y2BaM.GyD.F4y2BaR.GyD.F4y2BaGGyD.F4y2Ba
==演算子を使用して方程式を指定します。GyD.F4y2Ba
eqn1 = m * diff(x(t),2)== t(t)/ r * x(t);eqn2 = m * diff(y(t),2)== t(t)/ r * y(t) - m * g;eqn3 = x(t)^ 2 + y(t)^ 2 == r ^ 2;eqns = [eqn1 eqn2 eqn3];GyD.F4y2Ba
状态変数を列ベクトルにします。参照するために元の変数の数を格纳します。GyD.F4y2Ba
vars = [x(t);y(t);t(t)];Origvars =长度(vars);GyD.F4y2Ba
2.1(オプション)変数のの生物范囲の确认GyD.F4y2Ba
この手顺はGyD.F4y2Ba“オプション”です。接続行列をことでdae系でのののの生物箇所をできますますこのにより,GyD.F4y2Bavars.GyD.F4y2Ba
ベクトルから取り除くことができます。GyD.F4y2Ba
incidencematrix.GyD.F4y2Ba
を使用して新しい系の接続行列を表示します。GyD.F4y2Baincidencematrix.GyD.F4y2Ba
のの力量は各方程式行行程,各各には列にます。この系にははますます。GyD.F4y2Baincidencematrix.GyD.F4y2Ba
はGyD.F4y2Ba3.GyD.F4y2Ba
行GyD.F4y2Ba3.GyD.F4y2Ba
列の行列を返します。行程にはGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
とGyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
があります。ここここGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
たとえば,位置GyD.F4y2Ba(2,3)GyD.F4y2Ba
のGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
は,2番目の方程式には3番目の状态数GyD.F4y2Bat(t)GyD.F4y2Ba
が含まれることを意味ますます。GyD.F4y2Ba
m = incidencematrix(eqns,vars)GyD.F4y2Ba
m =GyD.F4y2Ba3×3GyD.F4y2Ba1 0 1 0 1 1 1 1 0GyD.F4y2Ba
接続行列のある列列すべてGyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
だった场合は,その状态変数がDAE系に出现しないため取り除かなければなりません。GyD.F4y2Ba
2.2分数の闻分数の简GyD.F4y2Ba
Dae系のGyD.F4y2Ba“微分档数”とは,その方程式の最高分子数量です.matlabを使使し,微分数をGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
に简するする必要がありありますで,1番目および2番目の式にはGyD.F4y2Bax(t)GyD.F4y2Ba
およびGyD.F4y2Bay(t)GyD.F4y2Ba
の2次导关键がれています。したがっしたがっ,微分数数はGyD.F4y2Ba2GyD.F4y2Ba
です。GyD.F4y2Ba
删除阶道GyD.F4y2Ba
を使用して系を1阶の系に简しし。关字GyD.F4y2Ba删除阶道GyD.F4y2Ba
は相关数数GyD.F4y2BaDXT(T)GyD.F4y2Ba
やGyD.F4y2Ba达特(T)GyD.F4y2Ba
のような新しい変数に置き换えます。GyD.F4y2BaEQNS.GyD.F4y2Ba
の式の右辺はGyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
です。GyD.F4y2Ba
[eqns,var] = Depositifferender(EQN,var)GyD.F4y2Ba
eqns =GyD.F4y2Ba
vars =GyD.F4y2Ba
3.1系のの分数ののGyD.F4y2Ba
islowindexdae.GyD.F4y2Ba
をを用ししdae系系ののを确认します。GyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
またはGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
であるである合,GyD.F4y2Baislowindexdae.GyD.F4y2Ba
は逻辑GyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
(GyD.F4y2Ba真的GyD.F4y2Ba
)を返し,手顺3.2を飞ばして4のdae系の进むことができます。「dae系のmatlab关键词。ここここ,GyD.F4y2Baislowindexdae.GyD.F4y2Ba
が逻辑GyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
(GyD.F4y2Ba错误的GyD.F4y2Ba
)を返します。これこれは分数がGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
よりも大きいため,减らす必要があることを意味します。GyD.F4y2Ba
Islowindexdae(EQNS,vars)GyD.F4y2Ba
ANS =.GyD.F4y2Ba逻辑GyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
3.2GyD.F4y2BaSTEXAEINDEX.GyD.F4y2Ba
でで分数を减らすGyD.F4y2Ba
微分数ををためにに,关联GyD.F4y2BaSTEXAEINDEX.GyD.F4y2Ba
は与えられた方程式式导出ささ新闻方程式式追加し,高次の相关数数ををにます。GyD.F4y2BaSTEXAEINDEX.GyD.F4y2Ba
が失败して警告がが生物しし场は,ワークフローGyD.F4y2Ba铁线形dae系の求解GyD.F4y2Baにに记载されれている,代替となる关联GyD.F4y2BaSDECTAETODE.GyD.F4y2Ba
を使使し。GyD.F4y2Ba
EQNS.GyD.F4y2Ba
およびGyD.F4y2Bavars.GyD.F4y2Ba
のDAEの微分指数を减らします。GyD.F4y2Ba
[daes,daevars] = stedaeIndex(eqns,vars)GyD.F4y2Ba
daes =GyD.F4y2Ba
Daevars =GyD.F4y2Ba
STEXAEINDEX.GyD.F4y2Ba
ででエラーや警告警告ががが発たた合出,GyD.F4y2Ba铁线形dae系の求解GyD.F4y2Baに记述されたワークフローを代わりに使用します。GyD.F4y2Ba
多重の场合,GyD.F4y2BaSTEXAEINDEX.GyD.F4y2Ba
は削除できる冗长な方程式や変数を插入します。GyD.F4y2BareducrederdundiesGyD.F4y2Ba
を使用して冗长な方程式と変数を削除します。GyD.F4y2Ba
[Daes,Daevars] = Reducrederdundies(Daes,Daevars)GyD.F4y2Ba
daes =GyD.F4y2Ba
Daevars =GyD.F4y2Ba
新しい系のの分数を确认します。これこれGyD.F4y2Baislowindexdae.GyD.F4y2Ba
は逻辑GyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
(GyD.F4y2Ba真的GyD.F4y2Ba
)を返すようになります。つまり,系のの分数はGyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
またはGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
です。GyD.F4y2Ba
islowindexdae(daes,daevars)GyD.F4y2Ba
ANS =.GyD.F4y2Ba逻辑GyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
この手顺ではmatlab®odeソルバーソルバーGyD.F4y2Baode15i.GyD.F4y2Ba
用来关联作物。GyD.F4y2Baode15s.GyD.F4y2Ba
やGyD.F4y2BaODE23T.GyD.F4y2Ba
のような送量行为に特化したソルバーをするは,GyD.F4y2Ba流量行程ソルバーを使使使たdaeの求解GyD.F4y2BaおよびGyD.F4y2BaodeソルバーソルバーのGyD.F4y2Baを参照してください。GyD.F4y2Ba
STEXAEINDEX.GyD.F4y2Ba
はGyD.F4y2BadaGyD.F4y2Ba
の方程式のベクトルとGyD.F4y2BaDaevars.GyD.F4y2Ba
〖〗GyD.F4y2Baode15i.GyD.F4y2Ba
をを使するは,dae系を表す关键词。GyD.F4y2Ba
はじめに,GyD.F4y2BadaGyD.F4y2Ba
の方程式ににはののGyD.F4y2BaDaevars.GyD.F4y2Ba
で指定されていないシンボリックパラメーターが含まれても构いません。GyD.F4y2BadaGyD.F4y2Ba
およびGyD.F4y2BaDaevars.GyD.F4y2Ba
から得られたGyD.F4y2BaSymvar.GyD.F4y2Ba
のの力量GyD.F4y2Basetdiff.GyD.F4y2Ba
を使用して,これらのパラメーターを求めます。GyD.F4y2Ba
pdaes = symvar(daes);pdaevars = symvar(daevars);extraparams = setdiff(pdaes,pdaevars)GyD.F4y2Ba
extraparams =GyD.F4y2Ba
别途别途指定する必要必要のあるパラメーターはGyD.F4y2BaM.GyD.F4y2Ba
,半径GyD.F4y2BaR.GyD.F4y2Ba
,およびおよび力次数GyD.F4y2BaGGyD.F4y2Ba
です。GyD.F4y2Ba
尾羽GyD.F4y2Ba
を使用して关数ハンドルを作成します。GyD.F4y2Ba尾羽GyD.F4y2Ba
への追加の入力引数として,シンボリックパラメーターを别途指定します。GyD.F4y2Ba
f = deefunction(daes,daevars,g,m,r);GyD.F4y2Ba
以降のワークフローは纯粋纯粋数码的です。パラメーターパラメーター値を设定してGyD.F4y2Baode15i.GyD.F4y2Ba
の关关ハンドル作物成します。GyD.F4y2Ba
g = 9.81;m = 1;r = 1;f = @(t,y,yp)f(t,y,yp,g,m,r);GyD.F4y2Ba
ソルバーGyD.F4y2Baode15i.GyD.F4y2Ba
は,关节ハンドル内のあらゆるに対してに対してに対して値を必要と.MATLAB相关数GyD.F4y2BadecGyD.F4y2Ba
をを使し,方程式を満たすなな値をます。GyD.F4y2BadecGyD.F4y2Ba
は推测された(方程式を満たさ可能性あるあるあるあることができ,それらそれら推测推测取り扱うことができてする初条件条件求めし求めししししししGyD.F4y2BadecGyD.F4y2Ba
は失败することもあり,そのような场合は问题に対し整合性のある初期値を手动で设定する必要があります。GyD.F4y2Ba
はじめに,GyD.F4y2BaDaevars.GyD.F4y2Ba
の驰数をチェックます。GyD.F4y2Ba
Daevars.GyD.F4y2Ba
Daevars =GyD.F4y2Ba
ここで,GyD.F4y2BaDXT(T)GyD.F4y2Ba
はGyD.F4y2Bax(t)GyD.F4y2Ba
の1相关数,GyD.F4y2Badytt(t)GyD.F4y2Ba
はGyD.F4y2Bay(t)GyD.F4y2Ba
の2相关数量,以下同様です。GyD.F4y2Ba7.GyD.F4y2Ba
×GyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
ベクトルには7个个のののれれます。したがっしたがっ,幂のの初値そのそのその相关数值推测もGyD.F4y2Ba7.GyD.F4y2Ba
×GyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
ベクトルでなければなりません。GyD.F4y2Ba
振子のの角角変位が30°つまりGyD.F4y2BaPI / 6.GyD.F4y2Ba
,座标座标の原点がが子のつりげ半径半径半径GyD.F4y2BaR.GyD.F4y2Ba
はGyD.F4y2Ba1GyD.F4y2Ba
であるため,初寿水平位置GyD.F4y2Bax(t)GyD.F4y2Ba
はGyD.F4y2Bar * sin(pi / 6)GyD.F4y2Ba
です。初期垂直垂直GyD.F4y2Bay(t)GyD.F4y2Ba
はGyD.F4y2Ba-r * cos(pi / 6)GyD.F4y2Ba
です。ベクトルGyD.F4y2Bay0est.GyD.F4y2Ba
におけるこれらの分数のの値を指定し。GyD.F4y2Ba
残り残り分数のの初値値を任意に设定,その相关数数をGyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
にこれらは良い推测ではありませませただしただしは问题にはこれででででででででははははしししませですはGyD.F4y2BadecGyD.F4y2Ba
エラーが発生物ししたは,より良い推测を与えてからGyD.F4y2BadecGyD.F4y2Ba
を参照してください。GyD.F4y2Ba
y0est = [r * sin(pi / 6);-r * cos(pi / 6);0;0;0;0;0];YP0EST =零(7,1);GyD.F4y2Ba
しGyD.F4y2Ba
选择= odeset(GyD.F4y2Ba'RELTOL'GyD.F4y2Ba,10.0 ^( - 7),GyD.F4y2Ba'ABSTOL'GyD.F4y2Ba,10.0 ^( - 7));GyD.F4y2Ba
decGyD.F4y2Ba
[GyD.F4y2Ba
[y0,yp0] = decic(f,0,y0est,[],yp0est,[],选择)GyD.F4y2Ba
y0 =GyD.F4y2Ba7×1GyD.F4y2Ba0.4771 -0.8788 -8.6214 0 0.0000 -2.2333 -4.1135GyD.F4y2Ba
yp0 =GyD.F4y2Ba7×1GyD.F4y2Ba0 0.0000 0 0 -2.2333 0 0GyD.F4y2Ba
ode15i.GyD.F4y2Ba
をを用したdaeの求解GyD.F4y2Ba系を时间范囲GyD.F4y2Ba0.GyD.F4y2Ba
≤.GyD.F4y2BaT.GyD.F4y2Ba
≤.GyD.F4y2Ba0.5GyD.F4y2Ba
ででグリッドし求解ししし线线とと凡例をししししししししGyD.F4y2Ba
[TSOL,YSOL] = ODE15i(F,[0 0.5],Y0,YP0,OPT);情节(TSOL,YSOL(:,1:ORINVARS),GyD.F4y2Ba'行宽'GyD.F4y2Ba2)GyD.F4y2Ba为了GyD.F4y2Bak = 1:origvars s {k} = char(daevars(k));GyD.F4y2Ba结尾GyD.F4y2Ba传奇(S,GyD.F4y2Ba'地点'GyD.F4y2Ba那GyD.F4y2Ba'最好的'GyD.F4y2Ba) 网格GyD.F4y2Ba在GyD.F4y2Ba
新闻数量をし,关节ハンドルと初条件を生成成すること,异なる异なるパラメーター値で系を解き解きGyD.F4y2Ba
R.GyD.F4y2Ba
にGyD.F4y2Ba2GyD.F4y2Ba
ををして,关键词GyD.F4y2Ba
r = 2;f = @(t,y,yp)f(t,y,yp,g,m,r);y0est = [r * sin(pi / 6);-r * cos(pi / 6);0;0;0;0;0];[y0,yp0] = decic(f,0,y0est,[],Yp0est,[],选择);GydF4y2Ba
新しいパラメーター値で系を解きます。GyD.F4y2Ba
[TSOL,Y] = ODE15i(F,[0 0.5],Y0,YP0,OPT);绘图(TSOL,Y(:,1:ORINVARS),GyD.F4y2Ba'行宽'GyD.F4y2Ba2)GyD.F4y2Ba为了GyD.F4y2Bak = 1:origvars s {k} = char(daevars(k));GyD.F4y2Ba结尾GyD.F4y2Ba传奇(S,GyD.F4y2Ba'地点'GyD.F4y2Ba那GyD.F4y2Ba'最好的'GyD.F4y2Ba) 网格GyD.F4y2Ba在GyD.F4y2Ba