我无法解决“轴-1超出维度0数组的范围”的问题

Question

我正在尝试模拟弹簧摆的运动，这是我的代码：

import numpy as np
from scipy.integrate import odeint
from numpy import sin, cos, pi, array
import matplotlib.pyplot as plt


#Specify initial conditions
init = array([pi/18, 0]) # initial values

def deriv(z, t):
    x,y=z
    dy=np.diff(y,1)
    dy2=np.diff(y,2)
    dx=np.diff(x,1)
    dx2=np.diff(x,2)
    dt=np.diff(t,1)
    dt2=np.diff(t,1)
    dx2dt2=(4+x)*(dydt)^2-5*x+9.81*cos(y)
    dy2dt2=(-9.81*sin(y)-2*(dxdt)*(dydt))/(l+x)
    return np.array([dx2dt2,dy2dt2])

time = np.linspace(0.0,10.0,1000)
y = odeint(deriv,init,time)

plt.xlabel("time")
plt.ylabel("y")
plt.plot(time, y)
plt.show()

我不断收到错误

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/cnoxon/Desktop/GRRR.py", line 24, in <module>
    y = odeint(deriv,init,time)
  File "/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/lib/python3.7/site-packages/scipy/integrate/odepack.py", line 233, in odeint
    int(bool(tfirst)))
  File "/Users/cnoxon/Desktop/GRRR.py", line 13, in deriv
    dy=np.diff(y,1)
  File "/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/lib/python3.7/site-packages/numpy/lib/function_base.py", line 1163, in diff
    axis = normalize_axis_index(axis, nd)
numpy.core._internal.AxisError: axis -1 is out of bounds for array of dimension 0

我是Python的完整入门者，所以我不太了解大多数术语，所以请多多包涵。 我该如何解决这个问题？ 我正在尝试绘制两个方程的解

dx2dt2=(4+x)*(dydt)^2-5*x+9.81*cos(y)
dy2dt2=(-9.81*sin(y)-2*(dxdt)*(dydt))/(l+x)

但我遇到很多麻烦。 有人可以告诉我如何重写代码以解决此问题吗？

谢谢！

Answer 1

发生问题是因为x和y是整数，而不是数组，所以您不能执行np.diff(y,1) 。

但是您的问题更深。 y数组的每个条目都必须完整描述您的系统，这意味着计算dx2dt2和dy2dt2所需的每个值dy2dt2必须在此向量中。 所以y必须是[x, y, dxdt, dydt] 。 （适应init以与此相对应）

然后，你的deriv功能只是必须作出这样的载体，它是的衍生物： [dxdt, dydt, dx2dt2, dy2dt2] 您的deriv功能变得非常简单！

def deriv(z, t):
    x, y, dxdt, dydt = z

    dx2dt2=(4+x)*(dydt)^2-5*x+9.81*cos(y)
    dy2dt2=(-9.81*sin(y)-2*(dxdt)*(dydt))/(l+x)

    return np.array([dxdt, dydt, dx2dt2, dy2dt2])

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而且您还有另外两个小错误：在python中使用**而不是^ ，而且我认为您已将1更改为l ...