发出对scipy.integrate.RK45要求的理解

如何解决发出对scipy.integrate.RK45要求的理解

我正在尝试用scipy.integrate.RK45()解一阶微分方程组。我已经编写了我希望绘制的模型函数的脚本（位移与时间），但是RK45()要求此函数接受2个参数，即't'和'y'，其中't'是标量，在我的情况下，“ y”是一个数组。这在下面有更好的描述：

https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.integrate.RK45.html

我的脚本如下：

import numpy as np
from scipy.integrate import RK45,RK23

# Model the calling function [X_dot]:
#------------------------------------------------------------------
def model(t,y):
    
    # Define the mass,stiffness and damping [m,c,k]:
    m = 2
    c = 10
    k = 1500

    # Define the piecewise forcing function [F]:
    if (t >= 0 and t < 0.1):
        F = 200 * t
    if (t >= 0.1 and t < 0.25):
        F = 20
    else:
        F = 0
    
    E_matrix = [[0,1],[(-k / m),(-c / m)]]
    Q_matrix = [0,F / m]

    return E_matrix*X + Q_matrix

# Define the initial conditions and integration boundaries:
#------------------------------------------------------------------
time_step = 0.01
t_upper = 0.5
t_lower = 0

initial_conditions = [0,0] # [displacement(t=0) = 0,veLocity(t=0) = 0]

points_to_plot = RK45(fun=model(t,y),t0=t_lower,y0=initial_conditions,t_bound=t_upper,vectorized=True)

我想解决的系统图如下所示：

由于大多数解决方案都使用odeint()，因此我发现很少使用这种方法。

这两个参数（t，y）是什么，我如何将它们有效地合并到我的函数中？任何帮助都将不胜感激。

解决方法

您已经使用了t。现在，将def model(t,y):更改为def model(t,X):，您还将使用X。请注意，t和y是位置参数，可以根据需要在函数中调用它们。您还有另一个问题，那就是您要乘以Python列表！与Matlab相比，在Python中，您需要指定要创建一个数组：

更改

E_matrix = [[0,1],[(-k / m),(-c / m)]]
Q_matrix = [0,F / m]

到

E_matrix = np.array([[0,(-c / m)]])
Q_matrix = np.array([0,F / m])

和

return E_matrix*X + Q_matrix

到

return E_matrix @ X + Q_matrix

因为@是NumPy中的矩阵乘积。 *执行逐元素乘积。

编辑：我没有发现呼叫RK45(fun=model(t,y),。这样，您将在t,y传递函数模型的值。您需要提供函数本身：RK45(fun=model,...