如何使用 pylab 绘制钟摆运动的相平面？

Question

我有可用于绘制以下捕食者猎物模型的代码：

dx/dt = x − xy, dy/dt = −y + xy

from pylab import *
xvalues, yvalues = meshgrid(arange(0, 3, 0.1), arange(0, 3, 0.1))
xdot = xvalues - xvalues * yvalues
ydot = - yvalues + xvalues * yvalues
streamplot(xvalues, yvalues, xdot, ydot)
show()

但我不确定如何使用这些函数绘制相平面（使用流图）来模拟钟摆运动，定义为

d^2θ/dt^2 = (−g/L)sin(θ)

如何使用 matplotlib 和 pylab 实现此模型以生成相平面？

Answer 1

你照样做，先把它转化成一阶系统

thetadot = omega
omegadot = -g/L*sin(theta)

将 theta, omega 重命名为 x,y 为了简短起见，然后像以前一样继续：

g,L = 1,1
xvalues, yvalues = meshgrid(arange(-8, 8, 0.1), arange(-3, 3, 0.1))
xdot = yvalues
ydot = -g/L*sin(xvalues)
streamplot(xvalues, yvalues, xdot, ydot)
grid(); show()

给出了通常的相图

如何使用 pylab 绘制钟摆运动的相平面？

How do I use pylab to plot a phase plane for pendulum motion?

python

matplotlib

ode