Python 如何在matplotlib中制作火箭运动的动画？

我有这个代码根据给定的数据计算某个火箭的位置、速度和加速度：

import math
import matplotlib.pyplot as plt
import pylab as pl
import numpy as np

M = 30*10**3
m = 10*10**3
fi = 100
vr = 3*10**3
x = np.linspace (0, 324, 1296)

def v(i):
    if i <= 225:
        y = vr*math.log((M+m)/(m+M - fi*i))
    elif i > 225:
        y = vr*math.log((M+m)/(m+M/4)) + vr*math.log((m)/(m - fi*(i - 225)))
    return y

def a(i):
    if i <= 225:
        y = fi*vr/(m+M - fi*i)
    elif i > 225:
        y = fi*vr/(m - fi*(i - 225))
    return y

def z(i):
    if i <= 225:
        y = vr/fi*(m+M-fi*i)*(math.log((1-fi*i/(m+M)))-1) + vr*(m+M)/fi
    elif i > 225:
        y = vr*(i-225)*math.log((m+M)/(m+M/4)) + z(225) + vr/fi*(m-fi*(i-225))*(math.log((1-fi*(i-225)/(m)))-1) + vr*m/fi
    return y


plt.figure(0)
ax1 = plt.subplot2grid((4,3), (0,1), colspan=2, rowspan=2)
plt.grid()
plt.plot (x, [v(i) for i in x], 'b--') 
plt.ylabel (r'Velocity [$\frac{m}{s}$]', fontsize = 16)
plt.xlabel ('Time [s]', fontsize = 16)
plt.title ('Velocity with respect to time', fontsize = 18)

ax2 = plt.subplot2grid((4,3), (0,0), colspan=1, rowspan=4)
plt.grid()
plt.plot (x, [z(i) for i in x], 'b--')
plt.ylabel (r'Position [m]', fontsize = 16)
plt.xlabel ('Time [s]', fontsize = 16)
plt.title ('Position with respect to time', fontsize = 18)

ax3 = plt.subplot2grid((4,3), (2,1), rowspan=2, colspan=2)
plt.grid()
plt.plot (x, [a(i) for i in x], 'b--') 
plt.xlabel ('Time [s]', fontsize = 16)
plt.ylabel (r'Acceleration [$\frac{m}{s^2}$]', fontsize = 16)
plt.title ('Acceleration with respect to time', fontsize = 18)

plt.suptitle ('Rocket behaviour', fontweight = 'bold', fontsize = 20)
plt.show()

导入数学
将matplotlib.pyplot作为plt导入
将pylab作为pl导入
将numpy作为np导入
M=30*10**3
m=10*10**3
fi=100
vr=3*10**3
x=np.linspace（03241296）
定义五（一）：
如果我是：
y=vr*math.log（（M+M）/（M+M/4））+vr*math.log（（M）/（M-fi*（i-225）））
返回y
定义a（i）：
如果我是：
y=fi*vr/（m-fi*（i-225））
返回y
定义z（i）：
如果我是：
y=vr*（i-225）*数学日志（（m+m）/（m+m/4））+z（225）+vr/fi*（m-fi*（i-225））*（数学日志（（1-fi*（i-225）/（m））-1）+vr*m/fi
返回y
plt.图（0）
ax1=plt.subplot2grid（（4,3）、（0,1），colspan=2，rowspan=2）
plt.grid（）
plt.plot（x，[v（i）表示x中的i]，'b--'）
plt.ylabel（r'Velocity[$\frac{m}{s}$]'，fontsize=16）
plt.xlabel（'Time[s]'，fontsize=16）
plt.title（“相对于时间的速度”，fontsize=18）
ax2=plt.subplot2grid（（4,3）、（0,0），colspan=1，rowspan=4）
plt.grid（）
plt.plot（x，[z（i）表示x中的i]，'b--'）
plt.ylabel（r'Position[m]'，fontsize=16）
plt.xlabel（'Time[s]'，fontsize=16）
plt.title（‘相对于时间的位置’，fontsize=18）
ax3=plt.subplot2grid（（4,3）、（2,1），rowspan=2，colspan=2）
plt.grid（）
plt.plot（x，[a（i）表示x中的i]，'b--'）
plt.xlabel（'Time[s]'，fontsize=16）
plt.ylabel（r'Acceleration[$\frac{m}{s^2}$]'，fontsize=16）
plt.title（“相对于时间的加速度”，fontsize=18）
plt.suptitle（'Rocket behavior'，fontwweight='bold'，fontsize=20）
plt.show（）

---

但是，与“相对于时间的位置”图不同，我想制作火箭在z方向（垂直向上）运动的动画。我怎么能这么做？我所有的尝试都失败了，所以我请求一些帮助。动画应为动画GIF格式。

这显示了一个动画：

输入数学

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.animation as animation


def z(i):
    if i <= 225:
        y = (vr / fi * (m + M - fi * i) *
            (math.log((1 - fi * i / (m + M))) - 1)
            + vr * (m + M) / fi)
    elif i > 225:
        y = (vr * (i - 225) * math.log((m + M) / (m + M / 4)) + z(225) +
             vr / fi * (m - fi * (i - 225)) *
             (math.log((1 - fi * (i - 225) / (m))) - 1) + vr * m / fi)
    return y


class GrowingGraph(object):
    """The z and time axis are growing over time.
    """

    def __init__(self):
        self.x_data = []
        self.y_data = []
        self.fig, self.ax = plt.subplots()
        plt.ylabel(r'Position [m]', fontsize=16)
        plt.xlabel('Time [s]', fontsize=16)
        plt.title('Position with respect to time', fontsize=18)

    def run(self, data):
        # update the data
        x, y = data
        self.x_data.append(x)
        self.y_data.append(y)
        line, = self.ax.plot(self.x_data, self.y_data, color='blue')
        return line,

class FixedGraph(object):
    """z and time axis are fixed at maximum values.
    """

    def __init__(self, xmax, ymax):
        self.x_data = []
        self.y_data = []
        self.fig = plt.figure()
        self.ax = plt.axes(xlim=(0, xmax), ylim=(0, ymax))
        self.line, = self.ax.plot(self.x_data, self.y_data)
        self.line.set_data([], [])
        plt.ylabel(r'Position [m]', fontsize=16)
        plt.xlabel('Time [s]', fontsize=16)
        plt.title('Position with respect to time', fontsize=18)


    def run(self, data):
        # update the data
        x, y = data
        self.x_data.append(x)
        self.y_data.append(y)
        self.line.set_data(self.x_data, self.y_data)
        return self.line,

if __name__ == '__main__':

    M = 30 * 10 ** 3
    m = 10 * 10 ** 3
    fi = 100
    vr = 3 * 10 ** 3
    x = np.linspace(0, 324, 1296)

    data = zip(x, (z(i) for i in x))

    graph = FixedGraph(x[-1], z(x[-1]))
    ani = animation.FuncAnimation(graph.fig, graph.run, frames=data,
                                  interval=200, repeat=False)

    # Comment out this line if you don't want see the animation.
    plt.show()

    # save as gif
    ani.save('rocket.gif', writer='imagemagick', fps=4)

    # save as mp4
    ani.save('rocket.mp4', writer='ffmpeg', fps=15)

导入matplotlib.pyplot作为plt
将numpy作为np导入
将matplotlib.animation导入为动画
定义z（i）：
如果我是：
y=（vr*（i-225）*数学日志（（m+m）/（m+m/4））+z（225）+
vr/fi*（m-fi*（i-225））*
（数学日志（（1-fi*（i-225）/（m））-1）+vr*m/fi）
返回y
类增长图（对象）：
“”“z轴和时间轴随时间而增长。
"""
定义初始化（自）：
self.x_数据=[]
self.y_数据=[]
self.fig，self.ax=plt.subplot（）
plt.ylabel（r'Position[m]'，fontsize=16）
plt.xlabel（'Time[s]'，fontsize=16）
打印标题（“相对于时间的位置”，字体大小=18）
def运行（自身、数据）：
#更新数据
x、 y=数据
self.x_data.append（x）
self.y_data.append（y）
行，=self.ax.plot（self.x_数据，self.y_数据，color='blue'）
回程线，
类FixedGraph（对象）：
“”“z和时间轴固定为最大值。
"""
定义初始化（self，xmax，ymax）：
self.x_数据=[]
self.y_数据=[]
self.fig=plt.figure（）
self.ax=plt.axs（xlim=（0，xmax），ylim=（0，ymax））
self.line，=self.ax.plot（self.x_数据，self.y_数据）
self.line.set_数据（[]，[]）
plt.ylabel（r'Position[m]'，fontsize=16）
plt.xlabel（'Time[s]'，fontsize=16）
打印标题（“相对于时间的位置”，字体大小=18）
def运行（自身、数据）：
#更新数据
x、 y=数据
self.x_data.append（x）
self.y_data.append（y）
self.line.set_数据（self.x_数据、self.y_数据）
返回自助线路，
如果uuuu name uuuuuu='\uuuuuuu main\uuuuuuu'：
M=30*10**3
m=10*10**3
fi=100
vr=3*10**3
x=np.linspace（03241296）
数据=zip（x，（z（i）表示x中的i））
图=固定图（x[-1]，z（x[-1]））
ani=animation.FuncAnimation（graph.fig，graph.run，frames=数据，
间隔=200，重复=假）
#如果不想看到动画，请注释掉这一行。
plt.show（）
#另存为gif
ani.save（'rocket.gif'，writer='imagemagick'，fps=4）
#另存为mp4
ani.save（'rocket.mp4'，writer='ffmpeg'，fps=15）

类

FuncAnimation（）

需要使用

figure

实例调用，

---

更新绘图和数据的可调用函数。该代码具有详细信息。

此代码非常有效，但我在导出动画时遇到一个小问题。出现此错误：AttributeError:“NoneType”没有属性“tk”。如何解决这个问题？什么是“出口”？保存为GIF？你能展示更多的回溯吗？这样我就可以看到导致问题的代码行了。看起来Tkinter不起作用。尝试使用不同的后端。例如，在开头添加以下两行：

import matplotlib

和

matplotlib.use（“Qt4Agg”）

在从matplotlib导入所有其他内容之前。您可能需要安装PySide或PyQt。您也可以尝试

WXAgg

或

GTKAgg

。我使用Tkinter进行了尝试，得到了相同的错误。如果我在

FuncAnimation

中设置了

interval=200

（请参阅更新的答案），它按预期工作。因此，我尝试了您的所有建议，包括将间隔增加到200，但现在我得到了一个稍微不同的错误。以下是完整回溯的图像：