MATLAB索引超出数组范围

Question

以下是程序：

clear;
clc;
E=20
L=3.3e-3
C=1e-3
R=19;
T=4e-4;
a = 1/(2*R*C);
w = sqrt(1/L/C-1/4/R^2/C^2);
A2 = [0,-1/L;1/C,-1/R*C];
A1 = A2;
A3=[0,0;0,-1/C*R];
B1=[1/L;0];
B2=[0;0];
B3=B2;
I=[1,0;0,1];
for m=1:5001
    Iref=0.1+0.01*(m-1);
    i(1)=0;
    u(1)=0;

    for n=1:5000

       X = [ i( n ); u( n ) ];   
        p1=(exp(-a*T)/w*((a*sin(w*T))+(w*cos(w*T))));
        q1=exp(-a*T)/w*sin(w*T);
        Ib1=(Iref/p1)+(q1*u(n)/L/p1)-(((1-p1)/R)+(q1/L))*E/q1;
        if i(n)<=Ib1
            X(:,n+1)=exp(A1*T)*X+(exp(A1*T)-I)*A1^-1*B1*E;
        else
         syms t1;
         p3=exp(A1*t1)*X+(exp(A1*t1)-I)*A1^-1*B1*E;
         q3=p3(1,:);
            t1=solve(Iref==q3,t1);
           t1=double(t1);  
           p2=(exp(-a*t1)/w*(a*sin(w*t1)+w*cos(w*t1)));
           q2=exp(-a*t1)/w*sin(w*t1);
            Ib2 = Iref/p2+q2*u(n)/L/p2-((1-p2)/R+q2/L)*E/p2;
            if i(n) < Ib2
                t2=T-t1;
                X(:,n+1)=exp(A2*t2)*exp(A1*t1)*X+exp(A2*t2).*(exp(A1*t1)-I)*(A1^-1)*B1*E;


            else
                syms t2 ut1;
                S=[Iref;ut1];
               p4=exp(A2*t2)*S;
               q4=p4(1,:);
               t2=solve(0==q4,t2);
               t2=double(t2);
                t3=T-t1-t2;
                X(:,n+1)=exp(A3*t3)*exp(A2*t2)*exp(A1*t1)*X+exp(A3*t3)*exp(A2*t2)*(exp(A1*t1)-I)*A1^-1*B1*E;
            end
        end
    end
    i1(m,:) = i(end-150:end);

%   uo(m,:) = u(end-80:end);
    H= plot(Iref*ones(1,length(i1(m,:))),i1(m,:));
%  set(H,'linestyle','none','marker','.','markersize',3);
    hold on
    drawnow
end

程序是从X(:,n+1)=exp(A3*t3)*exp(A2*t2)*exp(A1*t1)*X+exp(A3*t3)*exp(A2*t2)*(exp(A1*t1)-I)*A1^-1*B1*E;循环一次后开始第二次循环时在 X = [ i( n ); u( n ) ]; 发生错误，我认为是初始化不能放在n循环里，但是X又跟n循环有关，又不能直接放在外面，恳请各位大佬们教教新手，如何把初始化那句 X = [ i( n ); u( n ) ]; 放在n循环外面？或者让这句话只在n循环中执行一次？谢谢各位！！！！！！

Answer 1

以下回答参考 皆我百晓生、券券喵儿 等免费微信小程序相关内容作答，并由本人整理回复。

你的问题主要在于 X 的初始化。在 MATLAB 中，当你使用 X = [ i( n ); u( n ) ]; 这样的语法时，你实际上是在定义了一个新的矩阵 X，而不是对当前的 i 和 u 列进行修改。

如果你想要将这个初始化操作移到 n 循环之外，你可以这样写：

clear;
clc;
E=20
L=3.3e-3
C=1e-3
R=19;
T=4e-4;
a = 1/(2*R*C);
w = sqrt(1/L/C-1/4/R^2/C^2);
A2 = [0,-1/L;1/C,-1/R*C];
A1 = A2;
A3=[0,0;0,-1/C*R];
B1=[1/L;0];
B2=[0;0];
B3=B2;
I=[1,0;0,1];

% 初始化步骤
i = zeros(5001,1);
u = zeros(5001,1);

for m=1:5001
    i(1)=0;
    u(1)=0;

    for n=1:5000

       X = [ i( n ); u( n ) ];   
        p1=(exp(-a*T)/w*((a*sin(w*T))+(w*cos(w*T))));
        q1=exp(-a*T)/w*sin(w*T);
        Ib1=(Iref/p1)+(q1*u(n)/L/p1)-(((1-p1)/R)+(q1/L))*E/q1;
        if i(n)<=Ib1
            X(:,n+1)=exp(A1*T)*X+(exp(A1*T)-I)*A1^-1*B1*E;
        else
         syms t1;
         p3=exp(A1*t1)*X+(exp(A1*t1)-I)*A1^-1*B1*E;
         q3=p3(1,:);
            t1=solve(Iref==q3,t1);
           t1=double(t1);  
           p2=(exp(-a*t1)/w*(a*sin(w*t1)+w*cos(w*t1)));
           q2=exp(-a*t1)/w*sin(w*t1);
            Ib2 = Iref/p2+q2*u(n)/L/p2-((1-p2)/R+q2/L)*E/p2;
            if i(n) < Ib2
                t2=T-t1;
                X(:,n+1)=exp(A2*t2)*exp(A1*t1)*X+exp(A2*t2).*(exp(A1*t1)-I)*(A1^-1)*B1*E;


            else
                syms t2 ut1;
                S=[Iref;ut1];
               p4=exp(A2*t2)*S;
               q4=p4(1,:);
               t2=solve(0==q4,t2);
               t2=double(t2);
                t3=T-t1-t2;
                X(:,n+1)=exp(A3*t3)*exp(A2*t2)*exp(A1*t1)*X+exp(A3*t3)*exp(A2*t2)*(exp(A1*t1)-I)*A1^-1*B1*E;
            end
        end
    end
    i1(m,:) = i(end-150:end);

%   uo(m,:) = u(end-80:end);
    H= plot(Iref*ones(1,length(i1(m,:))),i1(m,:));
%  set(H,'linestyle','none','marker','.','markersize',3);
    hold on
    drawnow
end

这段代码首先定义了两个向量 i 和 u，然后在每次循环前都初始化它们。这样，即使在计算过程中改变了 i 或 u，也不会影响到 X 的初始值。