begrenzte Eingangsparameter

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Legrand

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Verfasst am: 02.04.2013, 15:09 Titel: begrenzte Eingangsparameter

Hallo zusammen,

ich möchte aus einer Reihe von Vorgabewerten beliebig viele Zustände ausrechnen. Nach einigen Überlegungen habe ich angefangen das mit mehreren Schleifen zu konstruieren, was aber den Rahmen sprengt. Ich bin davon überzeugt, dass es eine bessere Herangehensweise an dieses Problem gibt.

Das Problem:
Als Eingangsparameter habe ich verschiedene physikalische Größen (alle als von...bis -Angaben). Daraus kann ich weitere, für das System relevante, Größen ausrechnen (die dann wieder mit von...bis -Angaben eingegrenzt sind). So geht das ein paar mal weiter, bis letztenendes alle Werte aus den Eingangwerten berechnet sind und ich alle Punkte/Zustände, die gültig sind (in jedem Intervall für jede Größe liegt) habe.

Im Anhang habe ich das Schema einmal aufgemalt. Dabei muss man sich noch vorstellen, dass a,b,c Laufvariablen von...bis sind und die errechneten Werte x und y wieder nur in einem bestimmten Intervall liegen dürfen.
Die Punkte/Zustände, die durch die Berechnung und Intervalleingrenzung von x und y rausfallen, müssen also ebenfalls in den Matrizen für a,b,c wegfallen. (So das nachher nur noch Punkte bestehen, die über das ganze System im richtigen Intervall liegen)

Ich hoffe wirklich, dass ich das Problem einigermaßen geschildert habe Confused

Rätzel jetzt schon etwas länger an der Geschichte.

Meine Frage dazu lautet, wie ich an diese Problemstellung bestmöglich herangehen kann. Vielleicht sogar mit Simulink??

Ich bedanke mich im Vorfeld für die Antworten!!

Gruß Sebastian

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Jan S

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Verfasst am: 02.04.2013, 16:02 Titel: Re: begrenzte Eingangsparameter

Hallo Legrand,

Sowohl die Skizze als auch die Text-Beschreibung sind sehr abstrakt.

Zitat:

ich möchte aus einer Reihe von Vorgabewerten beliebig viele Zustände ausrechnen.

Das sagt mir bereits nichts, so dass es als Einführungssatz einer Frage nicht geeignet ist. Die Bedeutung der Skizze und der Zusammenhang mit der Frage erschließt sich mir auch nicht direkt.

Die Inputs sind wahrscheinlich nicht "physikalische Größen", da in Matlab zunächstmal alles nur Zahlen sind. Dann wäre es hilfreich, wenn Du dafür ein konkretes Beispiel gibts. Verstehe ich es richtig, dass Deine Inputs etwas wie: "x = [10, 23]" sind?

Was genau sind "Laufvariablen"?
Wie können "Punkte/Zustände" in einer Matrix "wegfallen"?

Gruß, Jan

Legrand

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Verfasst am: 04.04.2013, 10:07 Titel:

So ich habe jetzt mal ein Schleifenkonstrukt als Beispiel gebaut und hoffe es wird somit verständlich was ich vorhabe:

Code:

dim = 5;

% "Laufvariablen":
a = linspace(1,5,dim);
b = linspace(1,20,dim);
c = linspace(5,7,dim);

% Felder inistialisieren:
a_e = zeros(dim,dim,dim);
b_e = zeros(dim,dim,dim);
c_e = zeros(dim,dim,dim);
x = zeros(dim,dim,dim);
y = zeros(dim,dim,dim);

% Werte füllen und eingrenzen:
for i=1:1:dim
for j=1:1:dim
for k=1:1:dim
x(i,j,k) = a(i)*b(j);
y(i,j,k) = x(i,j,k)*c(k);

% Eingangsvariablen umformen:
a_e(i,j,k) = a(i);
b_e(i,j,k) = b(j);
c_e(i,j,k) = c(k);

% Grenzen/Schranken:
if x(i,j,k) > 60 || y(i,j,k) > 120
a_e(i,j,k) = NaN;
b_e(i,j,k) = NaN;
c_e(i,j,k) = NaN;
x(i,j,k) = NaN;
y(i,j,k) = NaN;
end
end
end
end

Funktion ohne Link?

Nun kann ich auf die einzelnen Elemente (bei mir steht ein Element für einen Zustand) zugreifen und weiß ob dieses Element in den Grenzen liegt (wenns eben einen Wert gibt) oder außerhalb liegt (bei NaN):

Code:

>> x(1,2,3)
ans =
5.7500

>> x(4,4,3)
ans =
NaN

Funktion ohne Link?

und wenn ich wissen will welcher a-Wert zu dem x gehört:

Code:

>> a_e(1,2,3)
ans =
1

>> a_e(4,4,3)
ans =
NaN

Funktion ohne Link?

Bei meinem eigentlichen Problem habe ich als Ergebnisse jeweils 6-D Matrizen ( x(i,j,k,l,m,n) ) und somit auch 6 for - Schleifen ineinander. Klappen tut es zwar aber die Geschwindigkeit lässt zu Wünschen übrig.. ist klar wegen den FOR-Schleifen. Außderdem denke ich ist diese Art das zu programmieren eh nicht die Tollste!!

Ist das jetzt verständlich geworden was ich meine?

Gruß Sebastian

Jan S

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Verfasst am: 04.04.2013, 11:53 Titel:

Hallo Legrand,

Ich verstehe den Zusammenhang zwischen dem Code und der Beschreibung und der Skizze in Deiner ersten Mail nicht. Darum nur ein paar Vereinfachungen am Code: Ziehe alle wiederholten Berechnungen so weit wie möglich aus den Schleifen heraus.

Code:

dim = 5;

% "Laufvariablen":
a = linspace(1,5,dim);
b = linspace(1,20,dim);
c = linspace(5,7,dim);

% Felder inistialisieren:
a_e = zeros(dim,dim,dim);
b_e = zeros(dim,dim,dim);
c_e = zeros(dim,dim,dim);
x = zeros(dim,dim,dim);
y = zeros(dim,dim,dim);

% Werte füllen und eingrenzen:
for i=1:dim
a_e(i, :, :) = a(i); % Hängt nicht von j und k ab!

for j=1:dim
x(i, j, :) = a(i)*b(j); % Hängt nicht von k ab!
y(i, j, :) = x(i, j, :) .* c; % Schneller ohne Schleife, braucht man ein RESHAPE?!

% Eingangsvariablen umformen:
b_e(i,j,:) = b(j);
c_e(i,j,:) = c; % RESHAPE nötig?
end
end

match = (x > 60 || y > 120);
a_e(match) = NaN;
b_e(match) = NaN;
c_e(match) = NaN;
x(match) = NaN;
y(match) = NaN;

Funktion ohne Link?

Dieser Code liesse sich nun noch mit ein paar BSXFUN beschleunigen, aber erstmal bliebe zu testen, ob noch die gleichen Werte herauskommen und ob es bereits schnell genug ist. Es bringt nämlich nichts, Stunden in die Optimierung zu stelcen um Sekunden Rechenzeit zu sparen. Im Endeffekt zählt ja nur die Zeit, bis das Problem gelöst ist.

Gruß, Jan

Legrand

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Verfasst am: 04.04.2013, 13:19 Titel:

Danke für die Antwort, aber das klappt irgendwie überhaupt nicht.

Bei der punktweisen Multiplikation von c sagt er:

Code:

Error using .*
Matrix dimensions must agree.

Error in grenzen2 (line 21)
y(i,j,:) = x(i,j,:) .* c; % Schneller ohne Schleife, braucht man ein RESHAPE?!

Funktion ohne Link?

und bei der logischen Abfrage (match):

Code:

Operands to the || and && operators must be convertible to logical scalar values.

Error in grenzen2 (line 29)
match = (x > 60 || y > 120);

Funktion ohne Link?

Um das mit dem c zu beheben, fällt mir nur wieder die Einführung einer weiteren FOR-Schleife ein, womit wir wieder bei 3Stück wären :-/

Vielleicht lasse ich es wirklich einfach so, obwohl es schon sehr sehr lange dauert wenn ich die Variable dim erhöhe und das durch 6 FOR's läuft

Gruß Sebastian

Jan S

Moderator


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Verfasst am: 04.04.2013, 16:43 Titel:

Hallo Legrand,

Bitte schaue Dir den Kommentar an, den ich mit Absicht eingefügt habe:

Code:

y(i,j,:) = x(i,j,:) .* c; % Schneller ohne Schleife, braucht man ein RESHAPE?!

Funktion ohne Link?

Der Hinweis auf RESHAPE bedeutet:

Code:

y(i,j,:) = x(i,j,:) .* reshape(c, 1, 1, []);

Funktion ohne Link?

Man benötigt für die elementweise Multiplikation keine Schleife, wie du siehst.

Bei der Verknüpfung mit || müssen beide Argumente skalar sein. Wie die Dokumentation erklärt, benötigt man für Arrays den | Operator. Also hatte ich da einen Tippfehler:

Code:

match = (x > 60 | y > 120);

Funktion ohne Link?

Nur nicht zu schnell aufgeben. Da ich kein Matlab zur Verfügung habe, können solche Tippfehler schon mal passieren, obwohl sie beim Laufenlassen sofort hilfreiche Fehlermeldungen produzieren würden.

Gruß, Jan

Legrand

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Verfasst am: 05.04.2013, 13:02 Titel:

Danke für die Motivation Smile

werde schauen ob ich das am Wochenende noch ausprobiert bekomme. Ansonsten werd ich nach meinem Urlaub in 2 Woche nochmal weiter probieren.

Gruß Sebastian


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