Python 问题理解scipy.integrate.RK45要求

我试图用

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（位移与时间），但是

RK45（）

要求该函数接受两个参数，即't'和'y'，在我的例子中't'是标量，'y'是数组。下文对此进行了更好的描述：

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)

将numpy导入为np
从scipy.integrate导入RK45、RK23
#为调用函数[X_点]建模：
#------------------------------------------------------------------
def型号（t，y）：
#定义质量、刚度和阻尼[m、c、k]：
m=2
c=10
k=1500
#定义分段强制函数[F]：
如果（t>=0且t<0.1）：
F=200*t
如果（t>=0.1和t<0.25）：
F=20
其他：
F=0
E_矩阵=[[0,1]，（-k/m），（-c/m）]]
Q_矩阵=[0，F/m]
返回E_矩阵*X+Q_矩阵
#定义初始条件和集成边界：
#------------------------------------------------------------------
时间步长=0.01
t_上限=0.5
t_下=0
初始条件=[0,0]#[位移（t=0）=0，速度（t=0）=0]
点到点绘图=RK45（fun=模型（t，y），t0=t\u下限，y0=初始条件，t\u边界=t\u上限，矢量化=真）

我想解决的系统图片如下所示：

我发现这方面的例子很少，因为大多数解决方案都使用

odeint（）

---

这两个参数（t，y）是什么？如何有效地将它们合并到函数中？非常感谢您的帮助。

您已经使用了

t

。现在，将

def模型（t，y）：

更改为

def模型（t，X）：

，您也将使用

X

。请注意，t和y是位置参数，您可以在函数中随意调用它们。您还有另一个问题，那就是您将Python列表相乘！在Python中，与Matlab相反，您需要指定创建数组：

改变

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

到

及

到

as

@

是NumPy中的矩阵积<代码>*执行元素式产品

---

编辑：我没有发现调用

RK45（fun=model（t，y），

。这样做，你就在

t，y

传递函数模型的值。你需要给函数本身：

RK45（fun=model，

嗨，Pierre，非常感谢你的帮助！我已经做了相关的更改，但是现在得到了一个错误

NameError:name't'没有定义（我以前也得到过）。调用RK45函数时，应该给t和X分配什么？现在我只有
RK45（fun=model（t，X）…
作为占位符。我没有发现
RK45（fun=model（t，y），
。通过这样做，您在
t，y
传递函数
model
的值。您需要给出函数本身：
RK45（fun=model，
E_matrix = np.array([[0, 1], [(-k / m), (-c / m)]])
Q_matrix = np.array([0, F / m])

return E_matrix*X + Q_matrix

return E_matrix @ X + Q_matrix