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最自私的女人

新蟲 (初入文壇)

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專業(yè): 化學反應工程

[求助] 動力學方程組參數(shù)求解問題已有3人參與

本人動力學方程如下：
dx1/dt=k21x2+k31x3+k41x4+k51x5+k61x6+k71x7+k81x8
dx2/dt=-k21x2+k32x3+k42x4+k52x5+k62x6+k72x7+k82x8
dx3/dt=-k31x3-k32x3+k43x4+ k53x5+k63x6+k73x7+k83x8
dx4/dt=-k41x4-k42x4-k43x4+ k54x5+k64x6+k74x7+k84x8
dx5/dt=-k51x5-k52x5-k53x5-k54x5-k56x52-k57x52+k65x6+k75x7+k85x8
dx6/dt=-k61x6-k62x6-k63x6-k64x6-k65x6-k67x62+k56x52+k76x7+k86x8
dx7/dt=-k71x7-k72x7-k73x7-k74x7-k75x7-k76x7-k78x72+k57x52+k67x62+k87x8
dx8/dt=-k81x8-k82x8-k83x8-k84x8-k85x8-k86x8-k87x8-k89x82+k78x72
dx9/dt=k89x82
方程中有多個縮合反應為表觀二級（即平方），已上傳圖片供參考
k為動力學參數(shù)，k大于0，共33個
x為質量分數(shù)，x＞0，九個x之和為1
已知數(shù)據(jù)如下：
溫度時間 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
430 0.00 0.0192 0.0236 0.1006 0.3284 0.1647 0.1327 0.1981 0.0319 0.0008
430 20.00 0.0287 0.0503 0.1313 0.3156 0.1391 0.1206 0.1755 0.0366 0.0022
430 40.00 0.0349 0.0858 0.1827 0.3058 0.1203 0.0805 0.1476 0.0384 0.0039
430 60.00 0.0423 0.1250 0.2086 0.2950 0.1005 0.0624 0.1180 0.0428 0.0053
本人想編寫一個MATLAB程序實現(xiàn)以下功能：
設k初值均為0，求解方程中的33個參數(shù)，將求得的參數(shù)代入方程中，根據(jù)t=0min的數(shù)據(jù)求得t=20、40、60min的x計算值，將x計算值與x實驗值比較，如果誤差＜5%，得到的參數(shù)就是最終參數(shù)，如果誤差大于5%，就將得到的參數(shù)最為初值循環(huán)上述計算，直到誤差＜5%。
哪位大俠能幫忙編寫一下，小女子不勝感激呢~

動力學方程組.jpg

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1樓 2014-09-02 13:55:16

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月只藍

主管區(qū)長 (職業(yè)作家)

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蟲號: 1122189
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專業(yè): 宇宙學
管轄: 計算模擬區(qū)

【答案】應助回帖

感謝參與，應助指數(shù) +1

參數(shù)估計問題或者叫常微分方程組參數(shù)擬合。參數(shù)太多，MATLAB求解估計困難不小，而且數(shù)據(jù)僅有4組。
建議你找有高版本1stOpt軟件的專家?guī)湍阕鲆幌�，推薦本版塊的專家dingd。

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MATLAB、MS小問題、普通問題請發(fā)帖求助！時間精力有限，恕不接受無償私信求助。

2樓2014-09-02 14:26:53

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Cle_key

鐵蟲 (小有名氣)

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專業(yè): 內(nèi)流流體力學

【答案】應助回帖

感謝參與，應助指數(shù) +1

雖然樓主自稱小女子。。。但肯定不幫

[ 發(fā)自手機版 http://www.gaoyang168.com/3g ]

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堅持就能成功

3樓2014-09-02 17:38:33

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polypro

木蟲 (正式寫手)

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專業(yè): 理論和計算化學

【答案】應助回帖

感謝參與，應助指數(shù) +1

按自由約束條件，具有唯一解的情況是自由變量數(shù)=組分數(shù)-平衡相數(shù)+2，LZ的當前數(shù)據(jù)應該有很多不定解

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泉涸,魚相與處于陸,相呴以濕,相濡以沫,不如相忘于江湖。

4樓2014-09-03 08:20:26

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最自私的女人

新蟲 (初入文壇)

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引用回帖:

2樓: Originally posted by 月只藍 at 2014-09-02 14:26:53
參數(shù)估計問題或者叫常微分方程組參數(shù)擬合。參數(shù)太多，MATLAB求解估計困難不小，而且數(shù)據(jù)僅有4組。
建議你找有高版本1stOpt軟件的專家?guī)湍阕鲆幌�，推薦本版塊的專家dingd。

因為論文需要得用MATLAB的，我也知道很難，有很多解，只是想得到個稍微好點的解，我就是不知道判斷誤差那一部分該怎么編寫，我現(xiàn)在一個能稍微計算下的程序呢

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5樓2014-09-03 10:16:34

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專業(yè): 化學反應工程

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3樓: Originally posted by Cle_key at 2014-09-02 17:38:33
雖然樓主自稱小女子。。。但肯定不幫

贈人玫瑰，手有余香的親

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6樓2014-09-03 10:17:13

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4樓: Originally posted by polypro at 2014-09-03 08:20:26
按自由約束條件，具有唯一解的情況是自由變量數(shù)=組分數(shù)-平衡相數(shù)+2，LZ的當前數(shù)據(jù)應該有很多不定解

我也知道有很多不定解呢，我想在這些不定解中找到使得x計算值與x實驗值相差最小的那一組，請問你會不會編寫誤差判斷這一部分�。课易约河袀€能計算的程序呢

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7樓2014-09-03 10:18:51

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你好，能麻煩你幫我看一下我的下面這個程序為什么運行不了嘛？
function fourLumpK_VR440
clc;
clear all;
format long;
fourLumpData=[...
0 69.33 21.33 7.66 1.76
15 52.96 26.45 17.84 3.18
30 49.9 27.61 18.29 3.92
45 39.03 28.51 27.93 5
60 33.45 25.4 34.49 7.1
90 25.76 24.99 42.38 7.48
];
% vector of yields/%
Xexp=fourLumpData(2:6,2:5);
% oil residence time,unit: min
time= fourLumpData(2:6,1)';

% initiate parameter for optimization
X0=fourLumpData(1,2:5);
% k1 k2 k3 k4 k5
K0 =[0.0014 0.0012 0.0005 0.0020 0.0013];
lb=0;
ub=inf;

%計時開始擬合
tic;

K=lsqnonlin(@objFun,K0,lb,ub,[],X0,Xexp,time);
% 擬合結果顯示
disp(K)
% 計時結束
disp('耗時：');
toc;
% 保存擬合結果
save fourLumpK_VR440;

% 檢驗-----------------------------------------------
tf=max(time);
tspan=[0:1:tf];
[nr,nc]=size(Xexp);
XcalFinal=zeros(nr,nc);
for i=1:nr
[t,Xcal]=ode45(@modelEquation,tspan,X0,[],K,tf);
n=find(t>=time(i));
m=n(1);
%線性內(nèi)插
Xc=Xcal(m,

-(Xcal(m,

-Xcal(m-1,

)/(t(m)-t(m-1))*(t(m)-time(i));
XcalFinal(i,

=Xc;
save XcalFinal
end
objX = abs((XcalFinal - Xexp)./100).^2;
F=sum(sum(objX))^0.5;
error=(XcalFinal - Xexp)
avrError=sum(abs(error))/nr
relatError=(XcalFinal - Xexp)./Xexp*100
avrRelError=sum(abs(relatError))/nr

rou_2=1-sum((XcalFinal - Xexp).^2)./sum(Xexp.^2)
Fc_11=(sum(XcalFinal.^2)-sum((XcalFinal - Xexp).^2))/5./(sum((XcalFinal - Xexp).^2)/(5*4-5))

% 殘差圖-----------------------------------------------------------
figure(1);
clf;
hold on;
plot(XcalFinal(:,1),Xexp(:,1),'m*');
plot(XcalFinal(:,2),Xexp(:,2),'r*');
plot(XcalFinal(:,3),Xexp(:,3),'b*');
plot(XcalFinal(:,4),Xexp(:,4),'k*');
legend('尾油','蠟油','輕油','氣+焦'); % 圖形注解
xlabel('Xcal,%'); % x軸注解
ylabel('Xexp,%'); % y軸注解
% title('Xexp-Xcal'); % 圖形標題
hold on;
x=0:0.1:80;
plot(x,x,'k-');

% y-t圖形顯示
figure(2);
clf;
hold on;
tf=max(time);
tspan=[0:1:tf];
[t,XcalFinal]=ode45(@modelEquation,tspan,X0,[],K,tf);
plot(t,XcalFinal(:,1),'m');
plot(t,XcalFinal(:,2),'r');
plot(t,XcalFinal(:,3),'b');
plot(t,XcalFinal(:,4),'k');
legend('尾油','蠟油','輕油','氣+焦'); % 圖形注解
xlabel('t/min'); % x軸注解
ylabel('X/%'); % y軸注解
% title('X--t'); % 圖形標題
hold;

%繪制試驗點
figure(2);
hold on;
plot(fourLumpData(:,1)',fourLumpData(:,2),'m*');
plot(fourLumpData(:,1)',fourLumpData(:,3),'r*');
plot(fourLumpData(:,1)',fourLumpData(:,4),'b*');
plot(fourLumpData(:,1)',fourLumpData(:,5),'k*');

% -----------------------------------------------------------------
function F = objFun(K,X0,Xexp,time)
tf=max(time);
tspan=[0:1:tf];
[nr,nc]=size(Xexp);
XcalFinal=zeros(nr,nc);
for i=1:nr
[t,Xcal]=ode45(@modelEquation,tspan,X0,[],K,tf);
n=find(t>=time(i));
m=n(1);
%線性內(nèi)插
Xc=Xcal(m,

-(Xcal(m,

-Xcal(m-1,

)/(t(m)-t(m-1))*(t(m)-time(i));
XcalFinal(i,

=Xc;
end
objX = abs((XcalFinal - Xexp)./100).^2;
F=sum(sum(objX))^0.5;
error=(XcalFinal - Xexp)
avrError=sum(abs(error))/nr
avrErr=sum(avrError)/nc
relatError=(XcalFinal - Xexp)./Xexp*100
avrRelError=sum(abs(relatError))/nr
avrRelErr=sum(avrRelError)/nc
K

function dxdt = modelEquation(t,X,K,tf)
f1=-(K(1)+K(2)+K(3))*X(1);
f2= K(1)*X(1)-(K(4)+K(5))*X(2);
f3= K(2)*X(1)+K(4)*X(2);
f4= K(3)*X(1)+K(5)*X(2);
dxdt = [f1;f2;f3;f4];

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8樓2014-09-04 20:20:33

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8樓: Originally posted by 最自私的女人 at 2014-09-04 20:20:33
你好，能麻煩你幫我看一下我的下面這個程序為什么運行不了嘛？
function fourLumpK_VR440
clc;
clear all;
format long;
fourLumpData=;
% vector of yields/%
Xexp=fourLumpData(2:6,2:5);
% oil residen ...

發(fā)現(xiàn)有亂碼哎，我上傳個附件給你，麻煩你幫我看一下吧。

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附件 1 : fourLumpK_VR440.m

2014-09-04 20:22:37, 3.21 K

9樓2014-09-04 20:22:41

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戀雨zz

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有人解出了么

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10樓2015-05-02 15:10:19

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