Was macht Matlab so langsam?

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AJM

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Verfasst am: 20.07.2012, 15:10 Titel:

So ich bin ein wenig weitergekommen.
Jedoch trat ein Fehler auf:

ich habe mir mittels, wie von Thomas vorgeschlagen, matlabfunction einen Funktion handle erstellt:

Code:

% Damit Kurbelschwinge sich drehen kann muss gelten:
% l1 +2(l2-l0) = l3
close all
varalpha = 0;
dvaralpha = 0;
g = 9.81;
m1 = 15;
m2 = 21;
m3 = 2;
l1 = 3;
l2 = 7;
l3 = 5;
l0 = 6;
duration = 30;
fps = 60;
Mtorq = 0;
ivp=[varalpha; dvaralpha];
parameter = [g; m1; m2;m3; l1; l2; l3; Mtorq; l0];
hurryup(ivp, parameter, duration, fps);

Funktion ohne Link?

Code:

function [dgl] = build_ode
clc;
syms m1 m2 m3 l1 l2 l3 l0 Mtorq g;
syms varalpha varbeta vargamma dvaralpha dvarbeta dvargamma ddvaralpha dddvaralpha;
%Ableiteiteoperatoren
q = varalpha;
qp = dvaralpha;
qpp = ddvaralpha;
abl = [q; qp];
ablp = [qp; qpp];
%Ortsvektoren
R1 = [1/2*cos(varalpha)*l1;1/2*sin(varalpha)*l1];
R2 = [cos(varalpha)*l1+1/2*cos(varbeta)*l2;sin(varalpha)*l1+1/2*sin(varbeta)*l2];
R3 = [cos(varalpha)*l1+cos(varbeta)*l2-1/2*cos(vargamma)*l3 ;sin(varalpha)*l1+sin(varbeta)*l2-1/2*sin(vargamma)*l3];
%Geschwindigkeiten
V1 = jacobian(R1,abl)*ablp;
V2 = jacobian(R2,abl)*ablp;
V3 = jacobian(R3,abl)*ablp;
%Kinetische Energie
T = 1/2*m1*(V1.')*V1+1/24*m1*l1^2*(dvaralpha)^2+1/24*m2*l2^2*(dvarbeta)^2+1/2*m3*(V3.')*V3+1/24*m3*l3^2*(dvargamma)^2;
%Kinetische Energie: Lagrange Gleichung
T2 = jacobian(T, q);
T1 = jacobian(T, qp);
T1 = jacobian(T1, abl)*ablp;
Tlagrangestarr= T1 - T2;
%Nicht Konservative Kraft
Q = Mtorq;
%Potentielle Energie
Vpot = m1*g*[0 1]*R1 +m2*g*[0 1]*R2 +m3*g*[0 1]*R3;
%Potentielle Energie: Lagrange Gleichung
Vpot = jacobian(Vpot, q);
%Lagrange Gleichung
Lagrange = Tlagrangestarr + Vpot - Q;
%Zerlegung der Bewegungsgleichung in Ihre Einzelteile
%Masse
Mass = subs(Lagrange, {ddvaralpha, g, Mtorq}, {1, 0, 0});
%Generallisierte Kraefte
Qe = -subs(Lagrange, {ddvaralpha}, {0});
%Ueberpruefe ob Term fehlt
% Rest = Lagrange - Mass*ddvaralpha +Qe;
%--------------------Bewegungsgleichung---------------------------
dgl = Mass\Qe;

Funktion ohne Link?

Code:

function hurryup(ivp, parameter, duration, fps)
dx = build_ode;
syms m1 m2 m3 l1 l2 l3 l0 Mtorq g;
syms varalpha varbeta vargamma dvaralpha dvarbeta dvargamma ddvaralpha dddvaralpha x;
dgl = matlabFunction(dx,'vars',{varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq});
g=parameter(1);
m1=parameter(2);
m2=parameter(3);
m3=parameter(4);
l1=parameter(5);
l2=parameter(6);
l3=parameter(7);
Mtorq = parameter(8);
l0 = parameter(9);
clc;
clf;
interval=[0, duration];
nframes=duration*fps;
sol=ode45(@integrator,dgl(varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq),[0 duration], ivp, parameter);
t = linspace(0,duration,nframes);
y=deval(sol,t);
varalpha=y(1,:)'; dvaralpha=y(2,:)';
l1=ivp(7); l2=ivp(8); l3=ivp(9);l0=ivp(11);

% subplot(3,1,1);
alpha = plot(cos(varalpha)*l1, sin(varalpha)*l1);
set(alpha,'Color','red','LineWidth',1);
title('motion');

Funktion ohne Link?

Code:

function xdot = integrator(t,x)
xdot=zeros(11,1);
g=x(3); m1=x(4); m2=x(5); m3=x(6); l1=x(7); l2=x(8); l3=x(9); Mtorq = x(10); l0 = x(11);
%-------------------------------------------------
varalpha = x(1);
dvaralpha = x(2);
%--------------------------------------------------
x(1) = x(2);
x(2) = dgl;
y = [x(1);x(2)];
xdot = [y; g; m1; m2; m3; l1; l2; l3; Mtorq; l0];

Funktion ohne Link?

Ich habe folgendes gemacht:
Mir mitt els build ode meine bewegungsgleichung erstellt und an hurry up übergeben, diese dann mitteles matlabFunction in einen handle umgewandelt und alle werte ausser varalpha eingesetzt.
Jedoch bekomme ich jetzt einen Fehler und weis nicht mehr so recht weiter.
Der Fehler ist:

Code:

Error using odearguments (line 22)
When the first argument to ode45 is a function handle, the tspan argument must have
at least two elements.

Error in ode45 (line 114)
[neq, tspan, ntspan, next, t0, tfinal, tdir, y0, f0, odeArgs, odeFcn, ...

Error in hurryup (line 20)
sol=ode45(@integrator,dgl(varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq),[0 duration], ivp,
parameter);

Error in start (line 21)
hurryup(ivp, parameter, duration, fps);

Funktion ohne Link?

ich habe auch schon ein wenig mit matlab rumgespielt und die Übergabe von dx das handle erstellen und einsetzen der werte sollte funktionieren. was nicht funktioniert ist der Integrator, leider bin ich hier ratlos.

Thomas84

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Verfasst am: 20.07.2012, 17:39 Titel:

der ode aufruf sollte etwa so aussehen

Code:

sol=ode45(@(t,x) integrator(t,x,dgl,varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq),[0 duration]);

Funktion ohne Link?

und die funktion integrator:

Code:

function xdot = integrator(t,x,dgl,varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq)

Funktion ohne Link?

Zuletzt bearbeitet von Thomas84 am 20.07.2012, 19:31, insgesamt einmal bearbeitet

AJM

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Verfasst am: 20.07.2012, 17:52 Titel:

Thomas84 hat Folgendes geschrieben:

der ode aufruf sollte etwa so aussehen

Code:

sol=ode45(@integrator(t,x,dgl,varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq),[0 duration]);

Funktion ohne Link?

und die funktion integrator:

Code:

function xdot = integrator(t,x,dgl,varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq)

Funktion ohne Link?

Hi Thomas,

das habe ich auch schon getestet, es funktioniert leider nicht Sad

Der Fehler sind die Klammern. Anscheinend kann man nur @Integrator und nicht @Integrator () nutzen.... vlt irre ich mich auch....

Kann es vlt sein dass ich meine ganzen Funktion Handels etc in meiner Integrator Funktion machen muss?

LG und Danke

Thomas84

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Verfasst am: 20.07.2012, 19:32 Titel:

hatte einen Fehler im code. Habs jetzt editiert.

AJM

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Verfasst am: 21.07.2012, 00:59 Titel:

Danke Thomas!
Ich glaube ich habe es gelöst (zumindest kommt der richtige Graph raus Smile

)

Was halst du davon? ist das effizient?

Code:

bewegungsgleichung = build_ode;
dgl = matlabFunction(bewegungsgleichung,'vars',{varalpha,l1,m1,m2,m3,g,Mtorq});
nframes=duration*fps;
sol=ode45(@(t,x) integrator(t, x, dgl, parameter),[0 duration], ivp);

Funktion ohne Link?

Code:

function dx = integrator(t,x,dgl, parameter)
g=parameter(1);
m1=parameter(2);
m2=parameter(3);
m3=parameter(4);
l1=parameter(5);
l2=parameter(6);
l3=parameter(7);
Mtorq = parameter(8);
l0 = parameter(9);
%-------------------------------------------------
f = dgl(x(1),l1,m1,m2,m3,g,Mtorq);
%--------------------------------------------------
dx = zeros(2,1); % a column vector
dx(1) = x(2);
dx(2) = f;

Funktion ohne Link?

Das einzige was mir noch einfallen würde, wäre, dass ich alle Parameter schon vorher einsetze, da ich die Parameter von meiner übergeordneten Datei (= 1. angegebener code) sowieso schon definiert habe, hier stosse ich jedoch auf 2 Probleme

a) ich uebergebe f das nur noch von varalpha abhängig ist - die Parameter kann ich ja schon in der übergeordneten Datei eintragen, dann ist f aber noch immer symbolisch und ich bekomme Probleme mit dem Integrator.

b) ich probiere gleich einen numerischen Ausdruck zu übergeben, jedoch müsste ich dazu neben den Parametern für varalpha x(1) einsetzen, was ich ja nicht machen kann, da x(1) nicht definiert ist.

---------------------
Wo ich mir nun aber noch immer nicht sicher bin, jedes mal, wenn ich start ausführe und das ganze Programm durchlaufen wird, wird doch über build_ode meine Gleichung erstellt, sprich bei jedem play wird build_ode durchlaufen oder?
Da sich jedoch build_ode nicht verändert (und später wesentlich rechenaufwendiger wird) wäre es ja gar nicht notwendig dieses jedesmal wieder zu durchlaufen, oder merkt sich etwa matlab, dass die Funktion bereits einmal durchlaufen würde und führt sie nicht wieder aus, sondern gibt nur noch das Endergebnis, hier die Bewegungsgleichung aus?

Thomas84

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Verfasst am: 23.07.2012, 08:08 Titel:

Ich denke das ist schon eine ganz gute Lösung. Optimierungspotential gibt es sicherlich immer. Wieviel Rechenzeitersparnis hat es denn gebracht?

Mit matlabfunction kann man auch direkt m-files erstellen (siehe doku). Dann musst du build_ode nicht jedes mal ausführen.

viele Grüße
Thomas

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