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【调剂】北京石油化工学院2024年16个专业接受调剂
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Lulahey

新虫 (初入文坛)

[求助] 请会MATLAB的大佬帮我看一下动力学模型存在的问题已有1人参与

我看了一篇和我的体系很像的文献,里面动力学用了LHHW的动力学模型,我就按照他的模型写了MATLAB 的代码
function nihe_0316
%   微分方程的参数估计
%
clear all;
clc;
format long;
global t0;
% k10,E,Ka 对应k(1)、k(2)、k(3)
k0 =[5.33E9;93.06;0.0437]; % 参数初值,重要!,可将结果反复代入迭代计算!!
x0 = 0.63713;  %初始状态,没有就取第一行数据
lb = [0 0 0];   % 参数下限,根据拟合结果,适当调整
ub = [+inf +inf +inf];    % 参数上限
% 实验数据:
expdata= ...
[0        0.63713
60        0.79642
120        0.87377
240        0.90782
360        0.91735];
t0=expdata(:,1);
yexp =expdata(:,2);         % yexp: 对应实验数据[Xb]

% ------------------------------------------------------------------
% 使用函数lsqnonlin()进行参数估计
k=lsqnonlin(@ObjFunc4LNL,k0,lb,ub,[],x0,yexp);   

fprintf('\n\n使用函数lsqnonlin()估计得到的参数值为:\n')
fprintf('\tk10 = %.8f\n',k(1))
fprintf('\tE = %.8f\n',k(2))
fprintf('\tKa = %.8f\n',k(3))

% ----------------------------------------------------
tspan = [t0(1) t0(end)];  
[t,xx] = ode45(@KineticEqs,tspan,x0,[],k);
x=spline(t,xx,t0); %插值,使理论值和实验值个数一致

% 计算相关系数
A=corrcoef(yexp,x(:,1));
fprintf('\nXb的相关系数R为:\n')
fprintf('\tR = %.8f\n',A(1,2))
%
% 计算决定系数
r(1)=1-sum((yexp-x(:,1)).^2)./sum((yexp-mean(yexp)).^2);
% ********************************决定系数
fprintf('\nXb的决定系数R^2为:\n')
fprintf('\tR^2 = %.8f\n',r(1))

% 计算均方根误差
rmse(1)=sqrt(sum((yexp-x(:,1)).^2)/length(t0));
fprintf('\nXb的均方根误差RMSE为:\n')
fprintf('\tRMSE = %.8f\n',rmse(1))
%
% 计算残差平方和 SSE(Sum of Squares for Error)
ssr(1)=sum((yexp(:,1)-x(:,1)).^2);
fprintf('\nXb的残差平方和为:\n')
fprintf('\tSSE = %.8f\n',ssr(1))
% ----------------------------------------------------
figure(1)
plot(t,xx(:,1),'b-',t0,yexp,'ro'),legend('理论值','实验值','Location','best')
xlabel('时间');ylabel('实验值N');

% ------------------------------------------------------------------
function f = ObjFunc4LNL(k,x0,yexp)
tspan = [t0(1) t0(end)];   
[t,xx] = ode45(@KineticEqs,tspan,x0,[],k);
x=spline(t,xx,t0);
f = x - yexp; % 理论值与实验值的差值,残差
end

% ------------------------------------------------------------------
function dXbdt = KineticEqs(t,Xb,k)   % 微分方程, k10,E,Ka 对应k(1)、k(2)、k(3)
T=358.15;
m=3;
N0=0.1467;
Cb0=0.5564;
Ca=Cb0*(3-Xb);
Cb=Cb0*(1-Xb);
Cc=Cb0*Xb;
Keq=exp(4873/T-13.813);
Kb=5.2112*k(3);
Kc=2.2695*k(3);
dXbdt = (m*k(1)*exp(-k(2)/8.314*T)*(Ca*Cb-Cc/Keq))/(N0*(1+k(3)*Ca+Kb*Cb+Kc*Cc)^2);
end
% ------------------------------------------------------------------
end

最后X的计算值与t无关,书上有一个例子是dc/dt=f(c)用了RT+最小二乘法模拟了两个参数,我这个也是dx/dt=f(x)用RT+最小二乘法模拟三个参数就不对了,有高手可以指点一下吗?

请会MATLAB的大佬帮我看一下动力学模型存在的问题
QQ截图20200317002352.png
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七月民谣

木虫 (正式写手)

我好像帮师兄写过一个酶拆分的动力学和你的好像

发自小木虫Android客户端
2楼2020-06-10 07:42:29
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ZXR319

新虫 (初入文坛)

请问楼主问题得到解决了吗?我也要做 LH 机理动力学,我不会拟合参数,如果你会了可以指导我一下吗?可有偿!或者我们可以相互交流一下,拜托了

发自小木虫Android客户端
3楼2024-03-18 10:49:18
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johnliu1983

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

你给的初值带入到这个方程中得到的结果是一条平的直线,这样的情况应该是参数初值设置的有问题。我先尝试一下能不能拟合。你也可以找找这方面的问题,如果有什么进展可以及时沟通一下。
4楼2024-03-20 09:11:10
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

johnliu1983

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

如果可以,把所有的公式都给我一下,就是把那个文献给我一下,你的公式编辑好像有错误。要不你自己检查一下,你计算微分方程的程序好像有错误。
5楼2024-03-20 09:36:59
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
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