Oplossen van een stelsel niet lineaire vergelijkingen

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 450

Oplossen van een stelsel niet lineaire vergelijkingen

Hallo,

Ik probeer het equivalente circuit van een zonnecel te bepalen. Ik heb een UI-curve (spanning versus stroom) van een zonnepaneel opgemeten en die wordt in theorie beschreven door de volgende vergelijking:
\(I_{out}.\left(1+\frac{R_{serie}}{R_{shunt}}\right)=I_{ph}-\frac{V_{out}}{R_{shunt}}-I_{0}.\left(e^{\frac{q.V_{j}}{A_{0}.k.T}}-1\right)\)
Ik wil 5 onbekende parameters die in deze vergelijking voorkomen bepalen:

-
\(R_{serie}\)
-
\(R_{shunt}\)
-
\(I_{ph}\)
-
\(I_{0}\)
-
\(A_{0}\)
Enkel deze 5 parameters zijn onbekend, de rest gekend.

Uit mijn metingen kan ik 5 koppels
\(\left(V_{out},I_{out}\right)\)
halen. Dit geeft mij dan na invullen 5 vergelijkingen en dus een stelsel van 5 niet lineaire vergelijkingen. Ik heb geprobeerd om dit met Matlab op te lossen maar dit geeft geen realistische resultaten. Ik heb dit geprobeerd met het "fsolve"-commando.

Moet ik misschien voor elk koppel
\(\left(V_{out},I_{out}\right)\)
dat ik heb (en dat zijn er 24) een vergelijking opstellen? Dit geeft me dan wel 24 vergelijkingen voor 5 onbekenden. Bestaan er routines om zulk een zwaar overgedetermineerd stelsel op te lossen? Of moet ik zelf een routine schrijven? In dit laatste geval vrees ik dat mijn wiskundekennis ontoereikend zal zijn ;)

Alvast bedankt

Gebruikersavatar
Berichten: 2.906

Re: Oplossen van een stelsel niet lineaire vergelijkingen

Hou er rekening mee dat je hier te maken hebt met metingen. Dat wil dus zeggen dat de parameters die je uit je berekeningen krijgt niet exact aan de vergelijkingen zullen voldoen. Je kunt hooguit de waarden bepalen die het "dichtst" bij een oplossing van de vergelijking komen.
while(true){ Thread.sleep(60*1000/180); bang_bassdrum(); }

Gebruikersavatar
Berichten: 5.609

Re: Oplossen van een stelsel niet lineaire vergelijkingen

Moet ik misschien voor elk koppel
\(\left(V_{out},I_{out}\right)\)
dat ik heb (en dat zijn er 24) een vergelijking opstellen? Dit geeft me dan wel 24 vergelijkingen voor 5 onbekenden. Bestaan er routines om zulk een zwaar overgedetermineerd stelsel op te lossen? Of moet ik zelf een routine schrijven? In dit laatste geval vrees ik dat mijn wiskundekennis ontoereikend zal zijn ;)
Eigenlijk wel. Als je die parameters zo goed mogelijk wil schatten op basis van je metingen ga je dat toch moeten doen.

Het eenvoudigst is als je de uitdrukking i.f.v. de parameters zou kunnen herschrijven in een lineair model. Dan kun je nog een exacte oplossing geven met de normal equation, wat een goede, zij het geen MSE-error teruggeeft.

Anders moet je deze pagina eens bestuderen: http://en.wikipedia.org/wiki/Non-linear_least_squares
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet

And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign

-Alanis Morisette-

Reageer