我无法解决问题 "axis -1 is out of bounds for array of dimension 0"

Question

我正在尝试模拟 spring 钟摆的运动，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()

我一直收到错误

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 的初学者，所以我不会理解大部分术语，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)

但我遇到了很多麻烦。有人可以向我解释我应该如何重写我的代码来解决这个问题吗？

谢谢！

Answer 1

出现问题是因为x和y是整数，不是数组，所以不能做np.diff(y,1).

但你的问题更深。 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 所需的每个值都必须在此向量中。所以 y 必须是 [x, y, dxdt, dydt] 的列表。（改编init对应这个）

然后，你的 deriv 函数只需要给出这样一个向量的导数，即：[dxdt, dydt, dx2dt2, dy2dt2]。你的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])

还有另外两个小错误：在 python 中使用 ** 而不是 ^，我认为你将 1 更改为 l...

我无法解决问题 "axis -1 is out of bounds for array of dimension 0"

I can't solve issue "axis -1 is out of bounds for array of dimension 0"

python

numpy

indexoutofboundsexception

odeint

index-error