这段代码是一个 MATLAB 函数，名为 getValues，用于从状态空间模型（ssm）中提取特定时间 t 和状态 x 下的参数、输入、控制和辅助状态的值。以下是代码的详细解释：

函数签名

function [a, u, p, d] = getValues(ssm, t, x)

• 输入参数:

  • ssm: 状态空间模型对象，包含状态、辅助状态、控制、参数和输入的定义。

  • t: 时间点，用于提取时间相关的输入和控制值。

  • x: 当前状态值，用于计算辅助状态和控制值。

• 输出参数:

  • a: 辅助状态的值。

  • u: 控制的值。

  • p: 参数的值。

  • d: 输入的值。

代码逻辑

1. 获取字段名称:

   matlab

   复制

   [stateNames, auxNames, ctrlNames, paramNames, inputNames] = getFieldNames(ssm);

   • 从 ssm 对象中获取状态、辅助状态、控制、参数和输入的名称列表。

2. 提取参数 p:

   matlab

   复制

   for n=1:length(paramNames)
       p.(paramNames{n}) = ssm.p.(paramNames{n}).val;
   end

   • 遍历参数名称列表，提取每个参数的当前值并存储在结构体 p 中。

3. 提取输入 d:

   matlab

   复制

   for k=1:length(inputNames)
       if t < ssm.d.(inputNames{k}).val(1,1)
           d.(inputNames{k}) = ssm.d.(inputNames{k}).val(1,2);
       elseif t > ssm.d.(inputNames{k}).val(end,1)
           d.(inputNames{k}) = ssm.d.(inputNames{k}).val(end,2);
       else
           d.(inputNames{k}) = interp1(ssm.d.(inputNames{k}).val(:,1),...
               ssm.d.(inputNames{k}).val(:,2),t); 
       end                
   end

   • 遍历输入名称列表，根据时间 t 提取输入值。如果 t 超出输入值的时间范围，则使用边界值；否则使用线性插值计算 t 时刻的输入值。

4. 提取控制 u:

   matlab

   复制

   for k=1:length(ctrlNames)
       if isscalar(ssm.u.(ctrlNames{k}).val)
           u.(ctrlNames{k}) = ssm.u.(ctrlNames{k}).val;
       elseif strcmp(ssm.u.(ctrlNames{k}).def, ['u.' ctrlNames{k}]) 
           if t < ssm.u.(ctrlNames{k}).val(1,1)
               u.(ctrlNames{k}) = ssm.u.(ctrlNames{k}).val(1,2);
           elseif t > ssm.u.(ctrlNames{k}).val(end,1)
               u.(ctrlNames{k}) = ssm.u.(ctrlNames{k}).val(end,2);
           else
               u.(ctrlNames{k}) = interp1(ssm.u.(ctrlNames{k}).val(:,1),...
                   ssm.u.(ctrlNames{k}).val(:,2),t); 
           end
       else
           try
               u.(ctrlNames{k}) = eval(ssm.u.(ctrlNames{k}).def);
           catch err
               msg = sprintf('%s \n\nFailed to evaluate the definition of DynamicElement u.%s (k=%d): \n\t''%s''',...
                   err.message, ctrlNames{k}, k, ssm.u.(ctrlNames{k}).def);
               id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval';
               error(id,msg);
           end
       end
   end

   • 遍历控制名称列表，根据控制值的类型提取控制值：

     • 如果控制值是标量，则直接使用该值。

     • 如果控制值的定义是控制名称本身（即控制作为输入），则根据时间 t 提取控制值，类似于输入 d 的处理方式。

     • 如果控制值是规则定义的（即控制作为辅助状态），则通过 eval 函数计算控制值。

5. 提取辅助状态 a:

   matlab

   复制

   for n=1:length(auxNames)
       try
           a.(auxNames{n}) = eval(ssm.a.(auxNames{n}).def);
       catch err
           msg = sprintf('%s \n\nFailed to evaluate the definition of DynamicElement a.%s (n=%d): \n\t''%s''',...
               err.message, auxNames{n}, n, ssm.a.(auxNames{n}).def);
           id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval';
           error(id,msg);
       end
   end

   • 遍历辅助状态名称列表，通过 eval 函数计算每个辅助状态的值。

错误处理

• 在计算控制和辅助状态值时，如果 eval 函数执行失败，会捕获错误并抛出带有详细信息的错误消息。

总结

getValues 函数的主要作用是从状态空间模型中提取特定时间和状态下的参数、输入、控制和辅助状态的值。它通过遍历模型中的各个字段，并根据时间 t 和状态 x 来计算或提取相应的值。该函数在状态空间模型的仿真或分析中非常有用，特别是在需要动态计算控制和辅助状态值时。