返回值

Question

我一直在玩odeint，我无法理解函数作为返回值返回的内容。例如,

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sat Feb 04 20:01:16 2017

@author: Esash
"""

from scipy.integrate import odeint
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def MassSpring(state,t):
  # unpack the state vector
  x = state[0]
  xd = state[1]

  # these are our constants
  k = -5.5 # Newtons per metre
  m = 1.5 # Kilograms
  g = 9.8 # metres per second

  # compute acceleration xdd
  xdd = ((k*x)/m) + g

  # return the two state derivatives
  return [xd, xdd]

state0 = [0.0, 0.0]
t = np.arange(0.0, 10.0, 0.1)

state = odeint(MassSpring, state0, t)

plt.plot(t, state)
plt.xlabel('TIME (sec)')
plt.ylabel('STATES')
plt.title('Mass-Spring System')
plt.legend(('$x$ (m)', '$\dot{x}$ (m/sec)'))

在上面的代码中，我将这两个参数设置为0.0和0.0，函数中的xd仅为0.0，这也是我返回的。但是返回值不仅仅是0.0，它是不同的。

In [14]: state
Out[14]: 
array([[ 0.        ,  0.        ],
       [ 0.04885046,  0.97402207],
       [ 0.19361613,  1.91243899],
       ..., 
       [ 0.10076832, -1.39206172],
       [ 0.00941998, -0.42931942],
       [ 0.01542821,  0.54911655]])

另外，如果我有一个需要发送多个参数的微分方程，那么我不能将odeint调用中的M参数作为一个列表或元组发送，而只能将ODE的解作为一个数组返回。它期望发送的参数数量应该等于从函数返回的参数数。为什么会这样呢？

我无法理解这个函数是如何工作的。有人能给我解释一下吗？如果我听起来太混乱的话，我很抱歉。

非常感谢。

Answer 1

我无法理解函数作为返回值返回的内容。

odeint的返回值是在请求的时间值时计算的解决方案。就是说，在这次电话之后

state = odeint(MassSpring, state0, t)

state[0]是[x(t)，x'(t)]，state[1]是[x(t1)，x'(t1)]等。

我已经将这两个参数设置为0.0和0.0 .

您所称的“参数”通常称为初始条件。它们是t=0上x(t)和x'(t)的值。

但是返回值不仅仅是0.0，它是不同的。

这是因为(0，0)不是系统的平衡。看这个方程式

xdd = ((k*x)/m) + g

当x为0时，您将得到xdd = g，因此xdd最初是正的。也就是说，有一个非零力(重力)作用在质量上，所以它加速。

平衡态为-g*m/k，0。

另外，如果我有一个需要发送多个参数的微分方程，那么我不能将odeint调用中的M参数作为一个列表或元组发送，而只能将ODE的解作为一个数组返回。它期望发送的参数数量应该等于从函数返回的参数数。为什么会这样呢？

odeint一次只对一组初始条件进行求解。如果您想要生成几个解决方案(对应于不同的初始条件)，则必须多次调用odeint。