]> Creatis software - CreaPhase.git/blobdiff - octave_packages/ocs-0.1.3/tst/tst_backward_euler.m
Add a useful package (from Source forge) for octave
[CreaPhase.git] / octave_packages / ocs-0.1.3 / tst / tst_backward_euler.m
diff --git a/octave_packages/ocs-0.1.3/tst/tst_backward_euler.m b/octave_packages/ocs-0.1.3/tst/tst_backward_euler.m
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d89f4ed
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,179 @@
+## Copyright (C) 2006,2007,2008,2011  Carlo de Falco            
+##
+## This file is part of:
+## OCS - A Circuit Simulator for Octave
+##
+## OCS is free software; you can redistribute it and/or modify
+## it under the terms of the GNU General Public License as published by
+## the Free Software Foundation.
+##
+## This program is distributed in the hope that it will be useful,
+## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+## GNU General Public License for more details.
+##
+## You should have received a copy of the GNU General Public License
+## along with this program (see the file LICENSE); if not,
+## see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+##
+## author: Carlo de Falco <cdf _AT_ users.sourceforge.net> 
+
+## -*- texinfo -*-
+##
+## @deftypefn{Function File} {[@var{out},@var{niter}] =}  @
+## tst_backward_euler(@var{cirstruct},@var{x},@var{t},@var{tol},@
+## @var{maxit},@var{pltvars},@var{verbosity},@var{dae_fun})
+##
+## Perform a transient simulation of the system described by
+## @var{cirstruct} over the time interval @var{t} using the backward
+## Euler algorithm.
+##
+## The initial value for the state vector is computed by solving a
+## steady state problem at @var{t}(1), with starting guess @var{x}.
+##
+## @var{tol} and @var{maxit} are parameters passed to
+## @code{nls_newton_raphson}.
+##
+## The output @var{out} will contain the value of the state vector at
+## each point of @var{t}.
+##
+## The optional parameter @var{verbosity} controls the amount of
+## output produced: 
+## 
+## @itemize @minus 
+## @item if verbosity(1) != 0, information on the progress
+## of the algorithm are output at runtime
+## @item if verbosity(2) != 0, the plot of the variables whose names
+## are listed in @var{pltvars} is
+## produced after the computation
+## @end itemize
+##
+## For special purposes one may need to pass modified jacobian and
+## residual functions. This can be done via the cell array of function
+## handles @var{dae_fun}.
+##
+## Such functions should have the same input and output
+## parameter list as the default sub-functions
+## TSTBWEFUNJAC0,TSTBWEFUNRES0, TSTBWEFUNJAC,TSTBWEFUNRES.
+##
+## The optional output @var{niter} returns the number of Newton iterations
+## needed to reach convergence.
+## 
+## @seealso{tst_daspk,tst_theta_method,tst_odepkg,nls_newton_raphson}
+##
+## @end deftypefn
+
+function [out, varargout] = tst_backward_euler (outstruct, x, t, tol, maxit, pltvars, verbosity, dae_fun)
+
+  ## Check input
+  ## FIXME: add input check!
+  if ((nargin < 6) || (nargin > 8))
+    error ("tst_backward_euler: wrong number of input parameters.");
+  endif
+
+  if ~exist ("verbosity")
+    verbosity = [0,0];
+  elseif (length (verbosity) < 2)
+    verbosity(2) = 0;
+  endif
+  
+  out      = zeros (rows (x), columns (t));
+  out(:,1) = x;
+  
+  if nargout > 1
+    niter = zeros (length(t),1);
+  endif
+
+  if (verbosity(1))
+    fprintf (1, "Initial value.\n");
+  endif
+  
+  
+  [A0, B, C] = asm_initialize_system (outstruct, x);
+  
+  if (nargin > 8)
+    JAC = @(x) dae_fun{1} (outstruct,x,t(1),B);
+    RES = @(x) dae_fun{2} (outstruct,x,t(1),B,C);
+    [out(:,1), ii, resnrm] = nls_newton_raphson (x, RES, JAC, tol, maxit, verbosity(1));
+  else
+    [out(:,1),ii] = nls_stationary (outstruct, x, tol, maxit);    
+  endif
+  
+  if (nargout > 1)
+    niter(1) = ii;
+  endif
+  
+  for it = 2:length (t)
+
+    if (verbosity(1))
+      fprintf (1,"Timestep #%d.\n",it);
+    endif
+
+    if nargin > 8
+      JAC = @(x) dae_fun{3} (outstruct, x, t(it-1), t(it), A0, B);
+      RES = @(x) dae_fun{4} (outstruct, x, out(:,it-1), t(it-1), t(it), A0, B, C);
+    else
+      JAC = @(x,A1,Jac,res) TSTBWEFUNJAC1(outstruct, x, t(it-1), 
+                                         t(it), A0, B, A1, Jac, res);
+      RES = @(x,A1,Jac,res) TSTBWEFUNRES1(outstruct, x, out(:,it-1), 
+                                         t(it-1), t(it), A0, B, C, 
+                                         A1, Jac, res);
+      UPDT = @(x) TSTBWEFUNUP1 (outstruct, x, t(it));
+    endif
+
+    [out(:,it),ii,resnrm] = nls_newton_raphson (out(:,it-1), RES, JAC, tol, maxit, verbosity(1), UPDT);
+
+    if nargout > 1
+      niter(it) = ii;
+    endif
+    
+    if (verbosity(2))
+     utl_plot_by_name (t(1:it), out(:,1:it), outstruct, pltvars);
+     drawnow ();
+    endif
+  
+    ## Stop at runtime
+    ## FIXME: maintain this part?
+    if exist("~/.stop_ocs","file")
+      printf("stopping at timestep %d\n",it);
+      unix("rm ~/.stop_ocs");
+      break
+    end
+    
+  endfor
+
+  if nargout > 1
+    varargout{1} = niter;
+  endif
+
+endfunction
+
+## Jacobian for transient problem
+function lhs = TSTBWEFUNJAC1 (outstruct, x, t0, t1, A0, B, A1, Jac, res)
+
+  DT = t1-t0;
+  if (nargin < 9)
+    [A1, Jac, res] = asm_build_system (outstruct, x, t1); 
+  endif
+  lhs = ((A0+A1)/DT + B + Jac); 
+
+endfunction
+
+## Residual for transient problem
+function rhs = TSTBWEFUNRES1 (outstruct, x, xold, t0, t1, A0, B, C, A1, Jac, res)
+
+  DT = t1-t0;
+  if ( nargin < 11 )
+    [A1, Jac, res] = asm_build_system (outstruct, x, t1); 
+  endif
+  rhs = (res + C + B*x + (A0+A1)*(x-xold)/DT);
+
+endfunction
+
+## Update for transient problem
+function update = TSTBWEFUNUP1 (outstruct, x, t1)
+
+  [A1, Jac, res] = asm_build_system (outstruct, x, t1);
+  update = {A1, Jac, res};
+
+endfunction
\ No newline at end of file