Reversing the cumtrapz function

2022 1 9
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更新时间：2022 1 12
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Hi, I have created integral values in a table with the cumtrapz function. The cumtrapz values represent the capacity of a battery. Now, I'd like to reverse it, in order to find the power values of the battery, and plot those on a graph. So probably I need differentiate the values so that I get the y-values I need to plot it. What is the funciton for that? My table looks like this, as you can see, the first column are datetime values. Column 6 and 7 are the cumtrapz values that I want to differentiate over the first column:

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Mathieu NOE
Mathieu NOE 2022-1-9
hello
seems like your time increment is constant and equal to 1 hour
it shouldn't be too much complicated to compute the derivatives using either diff or gradient (in conjunction with dt = 1 hour)
Noush
Noush 2022-1-12
Yes my increments are 1 hour, but I don't quite get how to use gradient on this, can you help me with the code?
Mathieu NOE
Mathieu NOE 2022-1-12
can you share your data ?
Torsten
Torsten 2022-1-12
编辑：Torsten 2022-1-12
What is the power value of the battery at the initial time ?
Once you have fixed this value (say y(1)), you get the values for later times recursively:
y(i+1) = 2*Y(i)-y(1)-2*sum_{j=1}^{i} y(j)
This follows directly from how the capacity values Y are computed from the power values y with "cumtrapz":
Y(1) = (y(1)+y(2))/2
Y(2) = (y(1)+y(2))/2 + (y(2)+y(3))/2 = y(1)/2 + y(2)+ y(3)/2
...
Noush
Noush 2022-1-12
Yes of course, here is the complete code:
And also I'm not sure I asked my question correctly, so to clarify:
KGesamt is the battery capacity that I have found. I now would like to find the power values for the loading and unloading processes, which entails differentiating KGesamt over the times, when the colum 2 is bigger than 0 and seperately for when column 3 is bigger than zero. Thats the issue, bc I don't know how to seperately differentiate!
q1 = Tabelle{:,1} - Grundlast(:,C) - AL.Leistung_Gesamt; %q1 ist der Ladewert, der sich aus den Leistungsflussgraphen ergibt
w1 = Tabelle{:,1} - Grundlast(:,C) > 0 | Tabelle{:,1} - AL.Leistung_Gesamt > 0; %w1 ist ein Vektor mit einer eins, wenn die Ladebedingung erfüllt ist
%und eine null, wenn sie nicht erfüllt wird
idx1 = find(w1); %idx1 ist ein Vektor mit den indexwerten von w1
y1 = zeros(168,1); %y1 ist zunächst als null Vektor definiert
y1(idx1) = q1(w1); %y1 wird aufgefüllt mit den Leistungswerten des Graphen an den Stellen,
%an denen die Bedingung w1 1 ist
y1(y1 > 600) = 600; %Begrenzt die maximale Ladeleistung auf 600kW (Batteriebegrenzung)
y1(y1 <= 0) = 0; %Spezifiziert, dass nur positive y Werte dargestellt werden sollen (Ladeprozess)
%Unloading Process
q2 = Grundlast(:,C) + AL.Leistung_Gesamt - Tabelle{:,1}; %q2 ist der Entladewert, der sich aus dem Leistungsflussgraphen ergibt
w2 = Grundlast(:,C) - Tabelle{:,1} > 0 | AL.Leistung_Gesamt - Tabelle{:,1} > 0; %w2 ist ein Vektor mit einer eins, wenn die Ladebedingung erfüllt ist
%und eine null, wenn sie nicht erfüllt wird
idx2 = find(w2); %idx2 ist ein Vektor mit den indexwerten von w1
y2 = zeros(168,1); %y2 ist zunächst als null Vektor definiert
y2(idx2) = - q2(w2); %y2 wird aufgefüllt mit den negativen Leistungswerten des Graphen an den Stellen,
%an denen die Bedingung w2 1 ist
y2(y2 < -750) = -750; %Begrenzt die maximale Entladeleistung auf 750kW (Batteriebegrenzung)
y2(y2 >= 0) = 0; %Spezifiziert, dass nur negative y Werte dargestellt werden sollen (Entladeprozess)
varNames2 = {'Datum_und_Zeit','Ladeleistung','Entladeleistung','Ausgelegte_Ladeleistung','Ausgelegte_Entladeleistung','Ausgelegte_Ladekapazitaet','Ausgelegte_Entladekapazitaet'}; %Headings of the table
BigTable = table(dt,y1,y2,zeros(168,1),zeros(168,1),zeros(168,1),zeros(168,1),'VariableNames',varNames2);
%plots
figure(2)%loading curve
subplot(3,1,1)
area(BigTable.Datum_und_Zeit,BigTable.Ladeleistung)
ylim([-100 1000]);
title("Ladeprozess")
subplot(3,1,2)%unloading curves
area(BigTable.Datum_und_Zeit,BigTable.Entladeleistung)
ylim([-1000 1000]);
title("Entladeprozess")
%Zeitvariablen umgerechnet als double
dn1 = datenum(BigTable{1:24,1});
dn2 = datenum(BigTable{25:48,1});
dn3 = datenum(BigTable{49:72,1});
dn4 = datenum(BigTable{73:96,1});
dn5 = datenum(BigTable{97:120,1});
dn6 = datenum(BigTable{121:144,1});
dn7 = datenum(BigTable{145:168,1});
dn8 = datenum(BigTable{:,1})-datenum(BigTable{1,1});
%Integrale der 7 Tage für den Ladeprozess
A1 = cumtrapz(dn1,BigTable{1:24,2});
A2 = cumtrapz(dn2,BigTable{25:48,2});
A3 = cumtrapz(dn3,BigTable{49:72,2});
A4 = cumtrapz(dn4,BigTable{73:96,2});
A5 = cumtrapz(dn5,BigTable{97:120,2});
A6 = cumtrapz(dn6,BigTable{121:144,2});
A7 = cumtrapz(dn7,BigTable{145:168,2});
%Integrale der 7 Tage für den Entladeprozess
A8 = - cumtrapz(dn1,BigTable{1:24,3});
A9 = - cumtrapz(dn2,BigTable{25:48,3});
A10 = - cumtrapz(dn3,BigTable{49:72,3});
A11 = - cumtrapz(dn4,BigTable{73:96,3});
A12 = - cumtrapz(dn5,BigTable{97:120,3});
A13 = - cumtrapz(dn6,BigTable{121:144,3});
A14 = - cumtrapz(dn7,BigTable{145:168,3});
KLaden = [A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7];
KEntladen = [A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14];
KLaden = min(KLaden, 3040); %Begrenzt die Kapazität der Ladung auf 3040 kWh
KEntladen = min(KEntladen, KLaden); %Spezifiziert, dass nur soviel entladen werden kann, wie geladen wurde
KGesamt = max(max(KLaden)*3*1.1); %Ladevorgang ist ohnehin die größere Zahl, da Entladevorgang daran angepasst wurde
Noush
Noush 2022-1-12
I tried to do this just now:
%Differentiation
Y3 = repmat(KGesamt,24,1);
AA1 = gradient(BigTable{1:24,1},Y3);
It gave me only infinity values.

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回答（1 个）

Matt J
Matt J 2022-1-12
编辑：Matt J 2022-1-12
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Ran in:
One way, using func2mat from,
https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/44669-func2mat-convert-linear-function-to-matrix
x=rand(1,10)
x = 1×10
0.3476 0.7709 0.3411 0.2683 0.3744 0.3818 0.3278 0.4990 0.5167 0.6496
y=cumtrapz(x);
A=func2mat(@cumtrapz, ones(size(x)), 'doSparse', 0 );
A(1)=1;
y(1)=x(1);
x_recovered=y/A'
x_recovered = 1×10
0.3476 0.7709 0.3411 0.2683 0.3744 0.3818 0.3278 0.4990 0.5167 0.6496

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提问:

Noush
Noush
2022-1-9

编辑：

Torsten
Torsten
2022-1-12

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