这段代码定义了一个名为 ode15s 的 MATLAB 函数，用于使用 MATLAB 的 ode15s 求解器对状态空间模型（obj）进行数值求解。以下是代码的详细解释：
函数签名
function [t, x] = ode15s(obj, options)
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输入参数:
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obj: 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。 -
options: 可选的 ODE 求解器选项（如相对误差、绝对误差等）。
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输出参数:
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t: 时间向量，表示仿真时间点。 -
x: 状态变量的值矩阵，每一列对应一个状态变量在不同时间点的值。
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代码逻辑
1. 检查输入参数
if ~exist('options','var') options = []; end
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如果未提供
options参数，则将其初始化为空数组。
2. 调用 ode15s 求解器
[t,x] = ode15s(@(t,x) getOdes(obj,t,x), obj.t.val, getInitialStates(obj), options);
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使用 MATLAB 的
ode15s求解器对状态空间模型进行数值求解。-
@(t,x) getOdes(obj,t,x): 匿名函数，用于计算状态变量的导数。 -
obj.t.val: 时间范围（仿真时间点）。 -
getInitialStates(obj): 获取状态变量的初始值。 -
options: ODE 求解器的选项。
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3. 获取字段名称
[stateNames, auxNames, ctrlNames, ... paramNames, inputNames] = getFieldNames(obj);
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从状态空间模型对象
obj中获取状态、辅助状态、控制、参数和输入的名称列表。
4. 设置仿真结果到状态变量
for n=1:length(stateNames) obj.x.(stateNames{n}).val = [t x(:,n)]; xStruct.(stateNames{n}) = x(:,n); end x = xStruct;
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将仿真结果（时间
t和状态变量值x）保存到obj的状态变量中。 -
同时将状态变量值存储在结构体
xStruct中，并将其赋值给输出变量x。
5. 提取参数 p
for n=1:length(paramNames) p.(paramNames{n}) = obj.p.(paramNames{n}).val; end
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从
obj中提取参数值并存储在结构体p中。
6. 提取输入 d
for n=1:length(inputNames) d.(inputNames{n}) = interp1(obj.d.(inputNames{n}).val(:,1),... obj.d.(inputNames{n}).val(:,2),t); end
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根据仿真时间
t对输入数据进行插值，得到每个时间点的输入值，并存储在结构体d中。
7. 计算并设置控制 u
for n=1:length(ctrlNames) if isscalar(obj.u.(ctrlNames{n}).val) || isempty(obj.u.(ctrlNames{n}).val) % control was not predefined, need to calculate try u.(ctrlNames{n}) = eval(obj.u.(ctrlNames{n}).def); if isscalar(u.(ctrlNames{n})) % the definition does not depend on t, it's constant u.(ctrlNames{n}) = u.(ctrlNames{n})*ones(size(t)); end obj.u.(ctrlNames{n}).val = [t u.(ctrlNames{n})]; catch err msg = sprintf('%s \n\nFailed to evaluate the definition of DynamicElement u.%s (k=%d): \n\t''%s''',... err.message, ctrlNames{n}, n, obj.u.(ctrlNames{n}).def); id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval'; error(id,msg); end else % interpolate u in timepoints t u.(ctrlNames{n}) = interp1(obj.u.(ctrlNames{n}).val(:,1),... obj.u.(ctrlNames{n}).val(:,2),t); end end
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遍历控制名称列表，计算或插值控制值：
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如果控制值是标量或未定义，则通过
eval函数计算控制值。 -
如果控制值是时间相关的，则根据仿真时间
t进行插值。
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将计算结果保存到
obj的控制变量中。
8. 计算并设置辅助状态 a
for n=1:length(auxNames) try a.(auxNames{n}) = eval(obj.a.(auxNames{n}).def); if isscalar(a.(auxNames{n})) % the definition does not depend on t, it's constant a.(auxNames{n}) = a.(auxNames{n})*ones(size(t)); end obj.a.(auxNames{n}).val = [t a.(auxNames{n})]; 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, obj.a.(auxNames{n}).def); id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval'; error(id,msg); end end
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遍历辅助状态名称列表，通过
eval函数计算辅助状态的值。 -
如果辅助状态的定义与时间无关，则将其扩展为与时间向量
t相同长度的常量向量。 -
将计算结果保存到
obj的辅助状态变量中。
总结
ode15s 函数的主要作用是使用 MATLAB 的 ode15s 求解器对状态空间模型进行数值求解，并将仿真结果保存到模型对象中。具体功能包括：
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调用
ode15s求解器进行仿真。 -
将仿真结果保存到状态变量中。
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提取参数和输入数据。
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计算或插值控制值和辅助状态值，并将其保存到模型对象中。
该函数在状态空间模型的仿真和分析中非常有用，特别是在需要动态计算控制值和辅助状态值时。