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szy242424

新虫 (初入文坛)

[求助] matalb软件 ode23s,非线性最小二乘法模拟动力学参数 已有1人参与

function kk1
k0=[236,18,45.6,10,1.2,0.001,0.1,0.001,0.01,0.001,0.1,0.1];
lb=[236,18,45.6,10, 1.2, 0.001, 0.1,0.001,0.01,0.001,0.1,0.1];
ub=[inf,inf,inf,inf, 10.4,1.2, 2.4,1.2,0.8,0.1,4.5,4.5];
data=...
[0        0.562205        0        0        34.2775
6        0.618817941        0        0        33.9805
12        0.797936454        0        0        31.941
18        1.554008384        0.9935        0        28.739
24        2.141789344        1.3815        0        26.3835
30        2.543955264        1.5745        1.4795        23.8955
36        3.017273616        1.908        1.7625        21.334
42        3.295696176        2.9885        2.038        19.128
60        3.274041088        4.693        3.262        11.2065
66        3.4070652        5.1295        3.581        8.9005
72        3.753546608        5.6395        4.041        6.4395
84        3.595773824        6.6735        4.71        1.496
];


x0=data(1,2:end);
tspan =[0,6,12,18,24,30,36,42,60,66,72,84];
yexp = [data(2:end,2) data(2:end,3) data(2:end,4) data(2:end,5)  ];
ts=data(1:end,1);
[k,resnorm,residual,exitflag,output,lambda,jacobian] =lsqnonlin(@ObjFunc,k0,lb,ub,[],tspan,x0,yexp);
ci = nlparci(k,residual,jacobian);
fprintf('\n\n使用函数lsqnonlin()估计得到的参数值为:\n')
fprintf('\tk1 = %.9f ± %.9f\n',k(1),ci(1,2)-k(1))
fprintf('\tk2 = %.9f ± %.9f\n',k(2),ci(2,2)-k(2))
fprintf('\tk3 = %.9f ± %.9f\n',k(3),ci(3,2)-k(3))
fprintf('\tk4 = %.9f ± %.9f\n',k(4),ci(4,2)-k(4))
fprintf('\tk5 = %.9f ± %.9f\n',k(5),ci(5,2)-k(5))
fprintf('\tk6 = %.9f ± %.9f\n',k(6),ci(6,2)-k(6))
fprintf('\tk7 = %.9f ± %.9f\n',k(7),ci(7,2)-k(7))
fprintf('\tk8= %.9f ± %.9f\n',k(8),ci(8,2)-k(8))
fprintf('\tk9 = %.9f ± %.9f\n',k(9),ci(9,2)-k(9))
fprintf('\tk10 = %.9f ± %.9f\n',k(10),ci(10,2)-k(10))
fprintf('\tk11= %.9f ± %.9f\n',k(11),ci(11,2)-k(11))
fprintf('\tk12 = %.9f ± %.9f\n',k(12),ci(12,2)-k(12))
fprintf('  The sum of the squares is: %.9e\n\n',resnorm)
[ts, ys] = ode23s(@KineticsEqs,ts,x0,[],k);
yy = [data(:,2) data(:,3) data(:,4)  data(:,5)   ];
plot(ts,ys(:,1),'b',tspan,yy(:,1),'bo');
hold on
plot(ts,ys(:,2),'r',tspan,yy(:,2),'r*');
plot(ts,ys(:,3),'k',tspan,yy(:,3),'k+')
legend('DCW的计算值','DCW的实验值','SA的计算值','SA的实验值','AA的计算值','AA的实验值','X的计算值','X的实验值')
function f = ObjFunc(k,tspan,x0,yexp)           % 目标函数
[~, Xsim] = ode23s(@KineticsEqs,tspan,x0,[],k);
Xsim1=Xsim(:,1);%提取Xsim的第一列
Xsim2=Xsim(:,2);%提取Xsim的第二列
Xsim3=Xsim(:,3);%提取Xsim的第三列
Xsim4=Xsim(:,4);%提取Xsim的第四列

ysim(:,1) = Xsim1(2:end);%微分方程的第一个变量,从第二个解到最后一个解赋值给ysim的第一列
ysim(:,2) = Xsim2(2:end);%微分方程的第二个变量,从第二个解到最后一个解赋值给ysim的第二列
ysim(:,3) = Xsim3(2:end);%微分方程的第三个变量,从第二个解到最后一个解赋值给ysim的第三列
ysim(:,4) = Xsim4(2:end);%微分方程的第四个变量,从第二个解到最后一个解赋值给ysim的第四列
f = [(ysim(:,1)-yexp(:,1)) (ysim(:,2)-yexp(:,2)) (ysim(:,3)-yexp(:,3)) (ysim(:,4)-yexp(:,4))];
function dCdt = KineticsEqs(~,C,k)
% ODE模型方程,C1、C2、C3、C4分别为底物浓度、产物丁二酸浓度、产物乙酸浓度、DCW值,t为导数
dC1dt =(0.1933862*C(4)/(C(4)+0.78+C(4)^2/296.9)*(1-C(2)/k(1))^k(2)*(1-C(3)/k(3))^k(4))*C(1);
dC2dt =k(5)*dC1dt+k(6)*C(1);%第二个微分方程,等号前面是C(2)对t的微分
dC3dt =k(7)*dC1dt+k(8)*C(1);%第三个微分方程,等号前面是C(3)对t的微分
dC4dt =-((1/k(9))*dC1dt+k(10)*C(1)+(1/k(11))*dC2dt+(1/k(12))*dC3dt);
dCdt = [dC1dt; dC2dt;dC3dt;dC4dt];%微分方程组.

   各位大神,帮我看一下这个代码有什么错误没有,目标是用ode23s求解微分方程组,然后用非线性最小二乘模拟参数,急求回复,谢谢大家!
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dingd

铁杆木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
参考下面1stOpt计算的结果:

Root of Mean Square Error (RMSE): 0.673324275669162
Sum of Squared Residual: 19.9480855290377
Correlation Coef. (R): 0.983872215020488
R-Square: 0.968004535489321

Parameter                  Best Estimate
--------------------        -------------
k1        2255.98568602798
k2        2006.16856712862
k3        123314855.293705
k4        11.7085151403374
k5        1.20000000001939
k6        0.00942914835572298
k7        0.100000000023396
k8        0.0201718372859985
k9        0.799999999987507
k10        0.0999392603337909
k11        4.49999420593383
k12        0.75747434507548
2楼2021-03-10 10:18:00
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