如何求解R中具有时间相关参数的常微分方程?

时间:2017-05-01 18:18:42

标签: r parameters differential-equations

我正在尝试复制现有的数学模型,以获得独立研究项目的“控制”数据。 Link到文章。

我想用deSolve包解决R中五个常微分方程的系统。但是,大多数参数都是季节性的;以前的研究人员使用pracma包中的'pchip'函数来创建参数函数:

  

pchip是一种“保持形状”的分段立方Hermite多项式方法,可用于确定斜率,使得函数值不会超过数据值。 pchipfun是pchip的包装器并返回一个函数。 pchip和pchipfun返回的函数都是矢量化的。

     

xi和yi必须是相同长度的矢量大于或等于3(对于可能的立方插值),并且必须对xi进行排序。 pchip可以应用于[min(xi),max(xi)]之外的点,但结果在此区间之外没有多大意义。

graphed, 'beta' parameter over five years

这是我的代码(只是尝试获得一年的输出):

x <- c(0, 1, 2, 3, 4)
ybeta <- c(500, 1500, 500, 0, 500)
yk <- c(8000, 12, 0, 8000, 8000)
yrec <- c(0.25, 0.25, 0.25, 0, 0.25)
yfb <- c(1.5, 1.5, 1.5, 1.5, 1.5)
yno <- c(0, 0, 0, 0.00649, 0)
yni <- c(0, 0, 0, 0.00649, 0)
ypo <- c(0.08511, 0.08511, 0.08511, 0, 0.08511)
ypi <- c(0.16936, 0.16936, 0.16936, 0, 0.16936)
yalpha <- c(0.55, 0.12, 0.24, 0, 0.55)
yW <- 0.1
ydep <- c(0.2061 * yW, 0.2835 * yW, 0.2527 * yW, yW, 0.2061 * yW)
ydec <- c(0.006470, 0.023300, 0.015683, 0, 0.006470)
yup <- c(0.15, 0.15, 0.15, 0.15, 0.15)

xs <- seq(0, 1, len = 365)


nosema <- function(time, state, parameters) {

    with(as.list(c(state, parameters)), {

        H <- Ho + Hi
        Fr <- Fo + Fi
        Z <- H + Fr
        dHo <- pchip(x, ybeta, xs)* (Z^n) / (pchip(x, yk, xs)^n + Z^n) - pchip(x, yrec, xs) * Ho + pchip(x, yfb, xs) * Fr/Z * Fo - pchip(x, yno, xs) * Ho - pchip(x, yalpha, xs) * Ho * E/(sr + E)
        dHi <- -pchip(x, yrec, xs) * Hi + pchip(x, yfb, xs) * Fr/Z * Fi - pchip(x, yni, xs) * Hi + pchip(x, yalpha, xs) * Ho * E/(sr + E)
        dFo <- pchip(x, yrec, xs) * Ho - pchip(x, yfb, xs) * Fr/Z * Fo - pchip(x, ypo, xs) * Fo
        dFi <- pchip(x, yrec, xs) * Hi - pchip(x, yfb, xs) * Fr/Z * Fi - pchip(x, ypi, xs) * Fi
        dE <- pchip(x, ydep, xs) * Hi - pchip(x, ydec, xs) * E - pchip(x, yup, xs) * Ho * E / (sr + E)

        return(list(c(dHo, dHi, dFo, dFi, dE)))
    })
}


init <- c(Ho = 10^4, Hi = 0, Fo = 10000, Fi = 0, E = 0)

parameters <- c(n = 2, 
        sr = 10000)

out <- ode(y = init, times = seq(0, 365, len = 365), func = nosema, parms = parameters)

out <- as.data.frame(out)

out$time <- NULL

head(out)

但是,当我运行上面的代码时......

  

func()(1825)返回的导数必须等于初始条件向量的长度(5)

我想我已经知道为什么这不起作用了,但我不知道如何修复它。

有没有人对如何进行有任何建议?

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

library(deSolve)
?forcings

请参阅第http://desolve.r-forge.r-project.org/user2014/tutorial.pdf页72ff