matlabode45用法

2021-03-07 13:32:39 字数 6616 阅读 7941

1楼:大野瘦子

用法:[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0)1、odefun 是函数

句柄,可以是函数文件名,匿名函数句柄或内联函数名。

2、tspan是区间 [t0 tf] 或者一系列散点[t0,t1,...,tf]。

3、y0是初始值向量。

4、t返回列向量的时间点。

5、y返回对应t的求解列向量。

算例程序:

function testode45

tspan=[3.9 4.0]; %求解区间y0=[8 2]; %初值

[t,x]=ode45(@odefun,tspan,y0);

plot(t,x(:,1),'-o',t,x(:,2),'-*')legend('y1','y2')

title('y'' ''=-t*y + e^t*y'' +3sin2t')

xlabel('t')

ylabel('y')

function y=odefun(t,x)y=zeros(2,1); % 列向量

y(1)=x(2);

y(2)=-t*x(1)+exp(t)*x(2)+3*sin(2*t); %常微分方程公式

endend

2楼:机智的煎饼

ode45,常微分方程的数值求解。matlab提供了求常微分方程数值解的函数。当难以求得微分方程的解析解时,可以求其数值解。matlab ode45用法如下:

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0)

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0,options)

[t,y,te,ye,ie] = ode45(odefun,tspan,y0,options)

sol = ode45(odefun,[t0tf],y0...)

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0)

odefun 是函数句柄,可以是函数文件名,匿名函数句柄或内联函数名

tspan 是区间 [t0 tf] 或者一系列散点[t0,t1,...,tf]

y0 是初始值向量

t 返回列向量的时间点

y 返回对应t的求解列向量

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0,options)

options 是求解参数设置,可以用odeset在计算前设定误差,输出参数,事件等

[t,y,te,ye,ie] =ode45(odefun,tspan,y0,options)

在设置了事件参数后的对应输出

te 事件发生时间

ye 事件发生时之答案

ie 事件函数消失时之指针i

sol =ode45(odefun,[t0 tf],y0...)

sol 结构体输出结果

ode的作用

ode是matlab专门用于解微分方程的功能函数。该求解器有变步长(variable-step)和定步长(fixed-step)两种类型。

不同类型有着不同的求解器,其中ode45求解器属于变步长的一种,采用runge-kutta算法;其他采用相同算法的变步长求解器还有ode23。

ode45表示采用四阶-五阶runge-kutta算法,它用4阶方法提供候选解,5阶方法控制误差,是一种自适应步长(变步长)的常微分方程数值解法,其整体截断误差为(δx)^5。

解决的是nonstiff(非刚性)常微分方程。ode45是解决数值解问题的首选方法,若长时间没结果,应该就是刚性的,可换用ode15s试试。

3楼:ieio啊

ode45表示采用四阶-五阶runge-kutta算法,它用4阶方法提供候选解,5阶方法控制误差,是一种自适应步长(变步长)的常微分方程数值解法,其整体截断误差为(δx)^5。解决的是nonstiff(非刚性)常微分方程。

ode45语法:

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0)

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0,options)

[t,y,te,ye,ie] = ode45(odefun,tspan,y0,options)

sol = ode45(odefun,[t0tf],y0...)

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0)

odefun 是函数句柄,可以是函数文件名,匿名函数句柄或内联函数名

tspan 是区间 [t0 tf] 或者一系列散点[t0,t1,...,tf]

y0 是初始值向量

t 返回列向量的时间点

y 返回对应t的求解列向量

[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0,options)

options 是求解参数设置,可以用odeset在计算前设定误差,输出参数,事件等

[t,y,te,ye,ie] =ode45(odefun,tspan,y0,options)

在设置了事件参数后的对应输出

te 事件发生时间

ye 事件发生时之答案

ie 事件函数消失时之指针i

sol =ode45(odefun,[t0 tf],y0...)

sol 结构体输出结果

如何在function里使用ode45输出值

(1) 主程式 (test.m)

边界值为 y(1/1.5)=alpha=0 y(1)=beta=0

用 shooting method 去解二阶 ode 的边界值问题,

解 ode 使用的指令为 ode45

(2)function (funtest1.m)

解4 条first-order initial value problems

但a 的值是要从判断解出来的值运算後,是否有大於 1 来设定

h=0.25;

m=1.2;

si=((y/x)^2-y*y'/x+(y')^2)^0.5

if si>1

a=(si.^m-1)/(h*si)

elseif si<=1

a=0end

4楼:子衿悠你心

ode45可以用来解微分方程,基本用法如下:

一、常用格式:[t,y]=ode45(odefun,tspan,y0)

参数说明:

odefun:用以表示f(t,y)的函数句柄或inline函数,t是标量,y是标量或向量。

tspan:如果是二维向量[t0,tf],表示自变量初值t0和终值tf;如果是高维向量[t0,t1,…,tn],则表示输出节点列向量。

y0:表示初始向量y0。

t:表示节点列向量(t0,t1,…,tn)t。

y:表示数值解矩阵,每一列对应y的一个分量。

若无输出参数,则作出图形。

二、完整格式:[t,y]=ode45(odefun,tspan,y0,options,p1,p1,…)

options:为计算参数(如精度要求)设置,默认可用空矩阵表示。

p1,p2,…:为附加传递参数,这时的odefun表示f(t,y,p1,p2,…)。

注:ode45是最常用的求解微分方程的指令。它采用变步长

四、五阶runge-kutta-felhberg法,适合高精度问题。

实例:拓展说明:

ode23解非刚性微分方程,低精度,使用runge-kutta法的二三阶算法。

ode45解非刚性微分方程,中等精度,使用runge-kutta法的四五阶算法。

ode113解非刚性微分方程,变精度变阶次adams-bashforth-moultonpece算法。

ode23t解中等刚性微分方程,使用自由内插法的梯形法则。

ode15s解刚性微分方程,使用可变阶次的数值微分(ndfs)算法。

ode23s解刚性微分方程,低阶方法,使用修正的rosenbrock公式。

ode23tb解刚性微分方程,低阶方法,使用tr-bdf2方法,即runger-kutta公式的第一级采用梯形法则,第二级采用gear法。

5楼:匿名用户

3.6.2 龙格- 库塔方法

改进的欧拉法比欧拉法精度高的原因在于,它在确定平均斜率时,多取了一个点的斜

率值。这样,如果我们在[xi,x(i+1)]上多取几个点的斜率值,然后对它们作线性组合得到平均

斜率,则有可能构造出精度更高的计算方法。这就是龙格-库塔法的基本思想。龙格-库塔

法可看作是欧拉法思想的提高,属于精度较高的单步法。

龙格-库塔法是求解常微分方程初值问题的最重要的方法之一。matlab中提供了几

个采用龙格-库塔法来求解常微分方程的函数,即ode23,ode45,ode113 ,ode23s ,ode15s

等,其中最常用的函数是 ode23( 二三阶龙格-库塔函数)和ode45( 四五阶龙格-库塔函数),

下面分别对它们进行介绍。

1 .二三阶龙格- 库塔函数(ode23)

函数 ode23 的调用格式如下:

(1) [t,y]=ode23('f',tspan,y0) 输入参数中的'f' 是一个字符串,表示微分方程的形

式,也可以是 f (x , y )的m 文件。tspan=[t0 tfinal]表示积分区间,y0表示初始条件。

函数 ode23 表示在初始条件 y0下从 t0到tfinal 对微分方程 '(,) yfty = 进行积分。函数

f(t, y) 必须返回一列向量,两个输出参数是列向量 t 与矩阵 y,其中向量 t 包含估计响应

的积分点,而矩阵 y 的行数与向量 t 的长度相等。向量 t 中的积分点不是等间距的,这是

为了保持所需的相对精度,而改变了积分算法的步长。为了获得在确定点t0,t1, "的解,

tspan=[t0 t1 tfinal] 。需要注意的是:tspan中的点必须是单调递增或单调递减的。

(2) [t,y]=ode23('f',tspan,y0,options) 其中,参数 options 为积分参数,它可由函

数odeset 来设置。options参数最常用的是相对误差‘reltol’( 默认值是 1e-3)和绝对误差

‘abstol’(默认值是 1e-6),其他参数同上。

(3) [t,y]=ode23('f',tspan,y0,options,p1,p2,…) 参数p1,p2, …可直接输入到函数

f 中去.如 f(t,y,flag,p1,p2,…)。如果参数 options为空,则输入 options=[ ]。也可

以在 ode文件中(可参阅 odefile函数)指明参数 tspan、y0和options的值。如果参

数tspan 或y0 是空,则ode23函数通过调用ode文件[tspan, y0, options] =

f([ ],[ ], 'init ')来获得 ode23函数没有被提供的自变量值。如果获得的自变量表示空,则函

数ode23会忽略,此时为 ode23('f')。

(4) [t,y,te,ye,ie]=ode23('f',tspan,y0,options) 此时要求在参数 options 中的事

件属性设为'on' ,ode文件必须被标记,以便 p(t,y,'events') 能返回合适的信息,详细可参

阅函数 odefile。输出参数中的 te是一个列向量,矩阵 ye的行与列向量 te中元素相

对应,向量 ie 表示解的索引。

2 .四五阶龙格- 库塔函数(ode45)

函数 ode45 的调用格式同 ode23 相同,其差别在于内部算法不同。如果'f' 为向量函数,

则ode23 和ode45 也可用来解微分方程组。

【例3.47 】 分别用二三阶龙格-库塔法和四五阶龙格-库塔法解常微分方程的初值问题:

解:先将微分方程写成自定义函数 exam2fun.m

function f=exam2fun (x,y)

f=-y-x*y.^2;

f=f(:);

然后在命令窗口输入以下语句:

>> [x1,y1]=ode23('exam2fun',[0:0.1:1],1)

x1 =

0 0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.9000

1.0000

y1 =

1.0000

0.9006

0.8046

0.7144

0.6314

0.5563

0.4892

0.4296

0.3772

0.3312

0.2910

>> [x2,y2]=ode45('exam2fun',[0:0.1:1],1)

x2 =

0 0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.9000

1.0000

y2 =

1.0000

0.9006

0.8046

0.7144

0.6315

0.5563

0.4892

0.4296

0.3772

0.3312

0.2910

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