createBvModel函数

这段 MATLAB 代码定义了一个名为 createBvModel 的函数，用于创建一个基于 Vanthoor 温室模型 的 StateSpaceModel 对象。该模型扩展了 Vanthoor 模型，增加了灯和生长管道的功能。以下是代码的详细解释：

1. 函数的功能

输入：
- weather：气象数据矩阵，包含时间戳、辐射、温度、湿度、CO2 浓度、风速、天空温度和外部土壤温度。
- startTime：模拟的起始时间（datetime 类型）。
- controls（可选）：控制数据矩阵，包含时间戳、能量幕、遮光幕、通风、管道温度、生长管道温度、顶灯、内部灯和 CO2 注入状态。
- indoor（可选）：室内气候数据矩阵，包含时间戳、室内温度、室内水汽压和室内 CO2 浓度。
输出：
- m：一个 StateSpaceModel 对象，表示温室模型。

2. 代码的逻辑

(1) 初始化模型

创建一个 StateSpaceModel 对象 m。
调用 setBvParams 函数，设置模型的参数和初始值。

(2) 设置输入

调用 setBvInput 函数，将气象数据 weather 设置为模型的输入。

(3) 设置时间

调用 setBvTime 函数，设置模型的时间范围和起始时间。

(4) 设置控制

如果提供了 controls 数据，则将控制数据（如能量幕、遮光幕、通风、管道温度等）设置为模型的动态输入。
如果没有提供 controls 数据，则调用 setBvControlRules 函数，设置基于规则的控制逻辑。

(5) 设置状态

调用 setBvStates 函数，定义模型的状态变量（如室内温度、水汽压、CO2 浓度等）。

(6) 设置辅助状态

调用 setBvAux 函数，定义模型的辅助状态变量（如相对湿度、CO2 浓度 ppm 等）。

(7) 设置微分方程

调用 setBvOdes 函数，定义模型的微分方程（ODEs）。这一步必须在辅助状态和控制规则设置之后进行。

(8) 设置初始值

调用 setBvInit 函数，设置模型状态的初始值。如果提供了 indoor 数据，则使用这些数据初始化状态。

3. 代码的实现

(1) 输入处理

检查是否提供了 indoor 数据：

if ~exist('indoor','var')
    indoor = [];
end

(2) 创建模型

创建 StateSpaceModel 对象：
matlab

复制
```
m = StateSpaceModel();
```

(3) 设置参数

调用 setBvParams 函数：
matlab

复制
```
setBvParams(m);
```

(4) 设置输入

调用 setBvInput 函数：
matlab

复制
```
m.d = setBvInput(weather);
```

(5) 设置时间

调用 setBvTime 函数：
matlab

复制
```
m.t = setBvTime(m, startTime);
```

(6) 设置控制

如果提供了 controls 数据，则将控制数据设置为动态输入：

if exist('controls','var') && ~isempty(controls)
    ruleBased = false;
    % 设置控制数据
    time = controls(:,1);
    m.u.thScr = DynamicElement('u.thScr', [time controls(:,2)]);
    m.u.blScr = DynamicElement('u.blScr', [time controls(:,3)]);
    m.u.roof = DynamicElement('u.roof', [time controls(:,4)]);
    m.d.tPipe = DynamicElement('d.tPipe', [time controls(:,5)]);
    m.d.tGroPipe = DynamicElement('d.tGroPipe', [time controls(:,6)]);
    m.u.lamp = DynamicElement('u.lamp', [time controls(:,7)]);
    m.u.extCo2 = DynamicElement('u.extCo2', [time controls(:,9)]);
    m.u.intLamp = DynamicElement('u.intLamp', [time controls(:,8)]);
else
    ruleBased = true;
end

(7) 设置辅助状态

调用 setBvAux 函数：
matlab

复制
```
setBvAux(m);
```

(8) 设置控制规则

如果没有提供 controls 数据，则调用 setBvControlRules 函数：
matlab

复制
```
if ruleBased
    m.u = setBvControlRules(m);
end
```

(9) 设置微分方程

调用 setBvOdes 函数：
matlab

复制
```
setBvOdes(m);
```

(10) 设置初始值

调用 setBvInit 函数：
matlab

复制
```
m.x = setBvInit(m, indoor);
```

4. 代码的物理意义

Vanthoor 模型：这是一个用于温室气候和作物产量模拟的模型，考虑了温室设计、气候条件和作物生长等因素。
扩展功能：在 Vanthoor 模型的基础上，增加了灯和生长管道的功能，用于模拟补光和加热系统的影响。

5. 示例

假设有以下数据：

weather：气象数据矩阵。
startTime：模拟起始时间。
controls：控制数据矩阵。
indoor：室内气候数据矩阵。

调用函数：

m = createBvModel(weather, startTime, controls, indoor);

输出：

m：一个 StateSpaceModel 对象，表示温室模型。

6. 总结

createBvModel 函数通过整合气象数据、控制数据和室内气候数据，创建了一个基于 Vanthoor 温室模型的 StateSpaceModel 对象。该模型可以用于模拟温室的气候和作物生长过程，特别适用于补光和加热系统的研究。