Question

仍然遇到Matlab工作方式的麻烦......

我建立了一个由微分方程组成的模型，由ode45求解器调用。 ode45求解器本身将v0的函数传递给系统。

这是我的模特：

%chemostat model, based on:
%DCc=-v0*Cc/V + umax*Cs*Cc/(Ks+Cs)-rd -->Change of cell concentration over time
%Dcs=(v0/V)*(Cs0-Cs) - Cc*(Ys*umax*Cs/(Ks+Cs)-m) -->Change of substrate concentration over time

function dydt=sys(t,y,v0,V,umax,Ks,rd,Cs0,Ys,m)
 dydt=[-(v0(t,y)/V)*y(1)+(umax*y(1)*y(2))/(Ks+y(2))-rd; 
       (v0(t,y)/V)*(Cs0-y(2))-(Ys*umax*y(2)*y(1))/(Ks+y(2))];

这是我的v0的功能： `

    function v0 = funV0( t,y )
    persistent i
    if isempty(i)
        i=0;
    end

    if y(1) > 5 || i==1
        v0=20
        v0 = 20+200*t % As an example, if [Y1] > 5, then set v0 = [Y2]
        i=1
    else 
        v0=0
        i=0
    end
end

如果我只是通过，模型就可以正常工作：

v0=20
v0=v0+200*t

但是，上面的代码与if条件不起作用。即使y（1）最初为1（并且随时间缓慢增加），if条件也会被忽略。

有人可以解释这种行为并指出解决方案吗？

提前致谢并特别感谢Rollen D'Souza，他们首先帮助我完成了代码。

Answer 1

我在这里看到两个问题。

您将v0视为标量
不符合if语句的条件

功能与标量

当您定义function v0 = funV0( t,y )时，此语句的含义是函数调用funV0(t,y)返回值v0。

在funV0功能中，您可以将v0设置为v0 = 20+200*t或v0=0，具体取决于条件。除非t是向量或矩阵，否则v0将是标量值。

在sys函数中，您传入v0。我假设这指的是与上面相同的值。然后你做v0(t,y)。如果v0是矩阵，则会在（t，y）处检索元素。但是，它不会调用我认为你想要做的函数funV0(t,y)。

而不是v0(t,y)，您应该使用函数调用funV0(t,y)。

如果声明条件

这是我为funV0函数观察到的行为。

你描述y（1）最初是1，所以我设置y=1来测试你的功能。

我调用了funV0（1,1）并设置了断点，以便我可以浏览代码。这是发生了什么。

function v0 = funV0( t,y )
    % breakpoint here

    %i is initialized to []
    persistent i

    % enter this if statement
    if isempty(i)
        i=0; % i is now 0
    end

    %Here y(1)==1 and i==0 so we skip the if statement and enter the else statement
    if y(1) > 5 || i==1
        v0=20
        v0 = 20+200*t
        i=1
    else 
        % We end up here
        v0=0 
        i=0
    end
end

在函数结束时，返回v0，其值为0.

如果我再次使用funV0(1, 6)调用该函数，我将输入if语句，因为y(1)>5。

如果要在y(1)==1时输入if语句，则应更改if语句的条件。按原样，未输入if语句，因为不满足条件。

Answer 2

最后回到这里，对所有贡献的人抱歉！不过，谢谢大家。所有建议都帮助我找到了正确的方向。

所以，我认为MatLab忽略了我的if语句。根据patrik的建议使用调试器后，结果证明这是错误的。正确调用了该函数，并且正确输入了if语句。

我遇到了三个导致问题的问题：

变量i被定义为＆＃34;持久性＆＃34;。这需要清除每次新运行的功能。在我发布问题时我不知道的事情以及导致奇怪结果的原因。
必须是y（1,1）而不是y（1）
依赖于t。我希望v0依赖于t减去第一次y（1,1）大于阈值时的时间点。

另外还有一件事让我质疑代码：当y（1,1）首先大于阈值时，ode-solver会在某些时间点跳回。这导致了v0的负值，使模型偏斜。这是通过v0函数中的其他代码行解决的。

您可以在下面找到更新的代码：

微分方程：

%chemostat model, based on:
%DCc=-v0*Cc/V + umax*Cs*Cc/(Ks+Cs)-rd
%Dcs=(v0/V)*(Cs0-Cs) - Cc*(Ys*umax*Cs/(Ks+Cs)-m)
function dydt=systemEquations(t,y,funV0,V,umax,Ks,rd,Cs0,Ys,m)

        v=funV0(t,y);          
           dydt=[-(v/V)*y(1)+(umax*y(1)*y(2))/(Ks+y(2))-rd; 
           (v/V)*(Cs0-y(2))-(Ys*umax*y(2)*y(1))/(Ks+y(2))];
end

v0的功能：

function v0 = funV0( t,y )

    persistent i %has to be persistent to be carried over for the next function call
    persistent j %has to be persistent to be carried over for the next function call

    if isempty(i) %for initial assignment of i
        i=0;
    end

    if y(1,1) > 5.00 || i==1 %y(1,1) reads value if y-matrix
        if isempty(j) %initial assignment of j, reads t value from system equations
            j=t
        end

       v0=20   
       a=t-j
       v0=v0+a*2000
           if v0<0 %ode-solver jumps to time points before Cc>threshold --> negative values for v0 --> skews model
            v0=0
           end
        i=1
    else 
        v0=0
        i=0
    end
end

致电代码：

%ODE solver for model
%first brackets determine timespan (e.g. [0 20] means hour 0 to 20)
[t,y]=ode23(@systemEquations, [0 5],[Cc0 Cs0],[],@funV0,V,umax,Ks,rd,Cs0,Ys,m);

%plotting
plot(t,y);

%clearing of persistent variables
clear funV0;

Matlab忽略了我的if条件

2 个答案: