reduceRedundancies

通过消除冗余方程和变量的一阶微分代数方程的简化系统

描述

[newEqsnewVars] = reduceRedundancies(公式瓦尔消除冗余从第一阶微分代数方程的系统方程和变量模块(DAE)公式。输入参数瓦尔指定系统的状态变量。

reduceRedundancies返回新的DAE系统作为列向量newEqs和降低的状态变量作为列向量newVars。中的每个元素newEqs表示与右侧的方程等于零。

[newEqsnewVars[R] = reduceRedundancies(公式瓦尔返回结构阵列[R包含关于消除方程和变量的信息。

例子

全部收缩

简化四个状态变量5个微分代数方程模块(DAE)的两个方程的系统的系统中两个状态变量。

创建五周的DAE以下系统四个状态变量X1(t)的X2(t)的X3(t)的X4(t)的。该系统还包含符号参数A1a2A3A4bC和函数F(T)不在状态变量。

SYMSX1(t)的X2(t)的X3(t)的X4(t)的A1a2A3A4bCF(T)方程= [A1 *的diff(X1(t)的,T)+ A2 *的diff(X2(t)的,吨)== B * X4(吨),A3 * DIFF(X2(t)的,T)+ A4 * DIFF(×3(T),T)== C * X4(吨)中,X1(t)的== 2 * X2(t)的,X 4(t)的== F(T),F(T)== SIN(吨)];瓦尔= [X1(吨),X2(t)的,X 3(t)的,X4(吨)];

reduceRedundancies来消除冗余方程和相应的状态变量。

[newEqs,newVars] = reduceRedundancies(方程,乏)
newEqs =

一个 1 Ť X 1 Ť + 一个 2 Ť X 1 Ť 2 - b F Ť 一个 3 Ť X 1 Ť 2 + 一个 4 Ť X 3 Ť - C F Ť [A1 *的diff(X1(t)的,T)+(A2 *的diff(X1(t)的,T))/ 2 - b *表F(T);(A3 * DIFF(X1(t)的,T))/ 2 + A4 * DIFF(×3(T),T) - C * F(T)]

newVars =

X 1 Ť X 3 Ť [X1(t)的;X3(吨)]

指定状态变量的输入顺序消除DAE的时候选择哪一个正在返回变量。

四个状态变量创建四个DAE的系统V_ac(t)的V1(t)的V2(t)的它)。该系统还包含符号参数大号[RV0

SYMSV_ac(t)的V1(t)的V2(t)的它)大号[RV0方程= [V_ac(吨)== V1(T)+ V2(t)的V1(t)的== I(t)的* R,V2(t)的== L *的diff(I(T),T),V_ac(吨)== V0 * COS(T)]
公式=

V AC Ť = V 1 Ť + V 2 Ť V 1 Ť = [R 一世 Ť V 2 Ť = 大号 Ť 一世 Ť V AC Ť = V 0 COS Ť

瓦尔= [V_ac(T),I(t)的,V1(t)的,V2(t)的]
瓦尔=
                      
                       
                        
                         
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  V
                                
                                
                                 
                                  AC
                                
                               
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                           
                            
                             
                              
                               
                                一世
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                           
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  V
                                
                                
                                 
                                  1
                                
                               
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                           
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  V
                                
                                
                                 
                                  2
                                
                               
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                         
                        
                       
                      

reduceRedundancies来消除冗余方程和变量。reduceRedundancies优先保持状态变量的矢量瓦尔从第一个元素开始。

[newEqs,newVars] = reduceRedundancies(方程,乏)
newEqs =

- 大号 Ť 一世 Ť - [R 一世 Ť + V 0 COS Ť

newVars =
                      
                       
                        
                         
                          一世
                        
                        
                         
                         
                          
                           
                            Ť
                          
                         
                         
                        
                       
                      

这里,reduceRedundancies在可变的术语返回一个减小方程它)

当降低DAE的多种方式存在,指定状态变量的不同的输入顺序来选择被返回的变量。指定包含不同的顺序状态变量的另一种载体。再次消除DAE的。

vars2 = [V_ac(T),V1(t)的,V2(T),I(t)的]
vars2 =
                      
                       
                        
                         
                         
                          
                           
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  V
                                
                                
                                 
                                  AC
                                
                               
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                           
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  V
                                
                                
                                 
                                  1
                                
                               
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                           
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  V
                                
                                
                                 
                                  2
                                
                               
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                           
                            
                             
                              
                               
                                一世
                              
                              
                               
                               
                                
                                 
                                  Ť
                                
                               
                               
                              
                             
                            
                           
                          
                         
                         
                        
                       
                      
[newEqs,newVars] = reduceRedundancies(均衡器,vars2)
newEqs =

- 大号 Ť V 1 Ť + [R V 1 Ť - [R V 0 COS Ť [R - (L *的diff(V1(t)的,T)+ R * V1(T) - R * V0 * COS(T))/ R

newVars =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             
                              V
                            
                            
                             
                              1
                            
                           
                          
                          
                           
                           
                            
                             
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                         V1(t)的
                       
                      

这里,reduceRedundancies在状态变量的术语返回一个减小方程V1(t)的

打电话时声明了三个输出参数reduceRedundancies简化方程系统,并返回关于所消除的方程信息。

四个状态变量创建五个微分代数方程(DAE的)的以下系统X1(t)的X2(t)的X3(t)的X4(t)的。该系统还包含符号参数A1a2A3A4bC和函数F(T)不在状态变量。

SYMSX1(t)的X2(t)的X3(t)的X4(t)的A1a2A3A4bCF(T)方程= [A1 *的diff(X1(t)的,T)+ A2 *的diff(X2(t)的,吨)== B * X4(吨),A3 * DIFF(X2(t)的,T)+ A4 * DIFF(×3(T),T)== C * X4(吨)中,X1(t)的== 2 * X2(t)的,X 4(t)的== F(T),F(T)== SIN(吨)];瓦尔= [X1(吨),X2(t)的,X 3(t)的,X4(吨)];

呼叫reduceRedundancies有三个输出参数。

[newEqs,newVars,R] = reduceRedundancies(方程,乏)
newEqs =

一个 1 Ť X 1 Ť + 一个 2 Ť X 1 Ť 2 - b F Ť 一个 3 Ť X 1 Ť 2 + 一个 4 Ť X 3 Ť - C F Ť [A1 *的diff(X1(t)的,T)+(A2 *的diff(X1(t)的,T))/ 2 - b *表F(T);(A3 * DIFF(X1(t)的,T))/ 2 + A4 * DIFF(×3(T),T) - C * F(T)]

newVars =

X 1 Ť X 3 Ť [X1(t)的;X3(吨)]

R =同场的结构:solvedEquations:[2×1符号] constantVariables:[1x2的符号] replacedVariables:[1x2的符号] otherEquations:[1x1的符号]

功能reduceRedundancies返回有关消除方程信息[R。这里,[R是一个具有四个字段的结构阵列。

solvedEquations字段包含由消除方程reduceRedundancies。所消除的方程包含从这些状态变量瓦尔没有出现在newEqs。每个消除方程的右侧是等于零。

R1 = R.solvedEquations
R1 =

X 1 Ť - 2 X 2 Ť X 4 Ť - F Ť [X1(T) - 2 * X2(t)的;X4(T) - F(T)]

constantVariables字段包含两列的矩阵。第一列包含从这些状态变量瓦尔reduceRedundancies通过常数值取代。第二列包含对应的恒定值。

R2 = R.constantVariables
R2 =
                      
                       
                        
                         
                          
                          
                           
                            
                             
                              
                               
                                
                                 
                                  
                                   X
                                 
                                 
                                  
                                   4
                                 
                                
                               
                               
                                
                                
                                 
                                  
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                                 F
                               
                               
                                
                                
                                 
                                  
                                   Ť
                                 
                                
                                
                               
                              
                             
                            
                           
                          
                          
                         
                        
                        
                         [X4的(T),F(T)]
                       
                      

replacedVariables字段包含两列的矩阵。第一列包含从这些状态变量瓦尔reduceRedundancies通过表达式其他变量的术语代替。第二列包含所消除的变量的相应的值。

R3 = R.replacedVariables
R3 =

X 2 Ť X 1 Ť 2 [X2(t)的X1(吨)/ 2]

otherEquations字段包含从这些方程公式不包含任何状态变量瓦尔

R4 = R.otherEquations
R4 =
                      
                       
                        
                         
                          
                           
                            
                             F
                           
                           
                            
                            
                             
                              
                               Ť
                             
                            
                            
                           
                          
                          
                           -
                          
                           
                            
                           
                           
                            
                            
                             
                              
                               Ť
                             
                            
                            
                           
                          
                         
                        
                        
                         F(T) -  SIN(t)的
                       
                      

输入参数

全部收缩

一阶的DAE,指定为符号方程或表达式向量的系统。

关系运算符==定义符号方程。如果指定的元素公式因为没有右侧的符号表达式,然后用右侧的符号方程等于零假设。

状态变量,指定为象征性的函数或函数调用,如向量X(t)的

被返回的状态变量确定,其减少的变量的输入顺序。如果降低的DAE的多种方式存在,那么reduceRedundancies优先保持状态变量瓦尔从第一个元素开始。

例:[X(t),Z(t)的,Y(t)的]

输出参数

全部收缩

一阶的DAE,返回作为符号表达式的列向量的系统。中的每个元素newEqs表示与右侧的方程等于零。

减少的变量集,返回符号函数调用的列向量。

关于消除变量,返回为包含四个字段的结构阵列信息。要访问此信息,请使用:

  • R.solvedEquations返回所有方程是一个象征性的列向量reduceRedundancies用来替代那些状态变量不会出现在newEqs

  • R.constantVariables返回一个矩阵具有以下两列。第一列包含载体的那些原始状态变量瓦尔该被取消,由常数值取代。第二列包含对应的恒定值。

  • R.replacedVariables返回一个矩阵具有以下两列。第一列包含载体的那些原始状态变量瓦尔该被淘汰,在其他变量的术语代替。第二列包含所消除的变量的相应的值。

  • R.otherEquations返回包含所有原始等式的列矢量公式不包含任何输入变量瓦尔

介绍了在R2014b