这段代码定义了两个函数：setInitialValues 和 getOde，分别用于设置状态空间模型的初始值和获取模型的微分方程（ODEs）。以下是代码的详细解释：
1. setInitialValues 函数
function setInitialValues(obj)
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功能:
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设置状态空间模型的初始值，包括状态、辅助状态、控制和输入。
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如果某些动态元素（如控制或辅助状态）未提供初始值，则通过其定义（
def）计算初始值。
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代码逻辑
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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。
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提取参数值:
for n=1:length(paramNames) p.(paramNames{n}) = obj.p.(paramNames{n}).val; end
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将参数值从
obj中提取并存储在结构体p中。
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提取状态初始值:
for n=1:length(stateNames) if isscalar(obj.x.(stateNames{n}).val) x.(stateNames{n}) = obj.x.(stateNames{n}).val; else x.(stateNames{n}) = obj.x.(stateNames{n}).val(1,2); end end
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如果状态的初始值是标量，则直接使用该值；否则，使用轨迹的第一个值。
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提取输入初始值:
for n=1:length(inputNames) d.(inputNames{n}) = obj.d.(inputNames{n}).val(1,2); end
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使用输入轨迹的第一个值作为初始值。
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提取控制初始值:
for n=1:length(ctrlNames) if isempty(obj.u.(ctrlNames{n}).val) % no value given, need to calculate try u.(ctrlNames{n}) = eval(obj.u.(ctrlNames{n}).def); catch err msg = sprintf('%s \n\nFailed to evaluate the definition of DynamicElement u.%s (n=%d): \n\t''%s''',... err.message, ctrlNames{n}, n, obj.u.(ctrlNames{n}).def); id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval'; error(id,msg); end elseif ~isscalar(obj.u.(ctrlNames{n}).val) u.(ctrlNames{n}) = obj.u.(ctrlNames{n}).val(1,2); end end
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如果控制未提供初始值，则通过其定义（
def）计算初始值。 -
如果控制是轨迹形式，则使用轨迹的第一个值。
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提取辅助状态初始值:
for n=1:length(auxNames) try obj.a.(auxNames{n}).val = eval(obj.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, obj.a.(auxNames{n}).def); id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval'; error(id,msg); end a.(auxNames{n}) = obj.a.(auxNames{n}).val; end
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通过辅助状态的定义（
def）计算初始值，并将其保存到obj中。
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2. getOde 函数
function dxdt = getOde(t, x, ssm)
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功能:
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获取状态空间模型的微分方程（ODEs），用于 MATLAB 的 ODE 求解器（如
ode45或ode15s）。 -
根据当前时间
t和状态x，计算状态变量的导数。
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代码逻辑
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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。
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提取输入值:
for k=1:length(inputNames) if t < obj.d.(inputNames{k}).val(1,1) d.(inputNames{k}) = obj.d.(inputNames{k}).val(1,2); elseif t > obj.d.(inputNames{k}).val(end,1) d.(inputNames{k}) = obj.d.(inputNames{k}).val(end,2); else d.(inputNames{k}) = interp1(obj.d.(inputNames{k}).val(:,1),... obj.d.(inputNames{k}).val(:,2),t); end end
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根据当前时间
t对输入数据进行插值，得到输入值。
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提取控制值:
for k=1:length(ctrlNames) if strcmp(obj.u.(ctrlNames{k}).def, ['u.' ctrlNames{k}]) % the def for the control is the control name, control acts as input if t < obj.u.(ctrlNames{k}).val(1,1) u.(ctrlNames{k}) = obj.u.(ctrlNames{k}).val(1,2); elseif t > obj.u.(ctrlNames{k}).val(end,1) u.(ctrlNames{k}) = obj.u.(ctrlNames{k}).val(end,2); else u.(ctrlNames{k}) = interp1(obj.u.(ctrlNames{k}).val(:,1),... obj.u.(ctrlNames{k}).val(:,2),tHalf); end else % control is rule based, acts as an auxiliary state % need to calculate try u.(ctrlNames{k}) = eval(obj.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, obj.u.(ctrlNames{k}).def); id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval'; error(id,msg); end end end
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根据当前时间
t对控制数据进行插值或通过规则计算控制值。
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计算状态变量的导数:
dxdt = zeros(length(stateNames), 1); for n=1:length(stateNames) try dxdt(n) = eval(obj.x.(stateNames{n}).def); catch err msg = sprintf('%s \n\nFailed to evaluate the definition of DynamicElement x.%s (n=%d): \n\t''%s''',... err.message, stateNames{n}, n, obj.x.(stateNames{n}).def); id = 'MATLAB:StateSpaceModel:eval'; error(id,msg); end end
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根据状态的定义（
def）计算状态变量的导数。
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总结
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setInitialValues:-
用于设置状态空间模型的初始值，包括状态、辅助状态、控制和输入。
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如果某些动态元素未提供初始值，则通过其定义计算初始值。
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getOde:-
用于获取状态空间模型的微分方程（ODEs），适用于 MATLAB 的 ODE 求解器。
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根据当前时间
t和状态x，计算状态变量的导数。
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这两个函数在状态空间模型的仿真和分析中非常有用，特别是在需要设置初始值或使用 MATLAB 的 ODE 求解器进行数值求解时。