วิธี จําลอง ระบบ วิศวกรรม โดย ใช้ เครื่อง มือ

การจําลองและจําลองระบบวิศวกรรม (Model) เป็นงานที่สําคัญในการวิเคราะห์วิศวกรรม การใช้ไลบรารี Python เช่น NumPy และ SciPy ง่ายขึ้น โดยจัดทําเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสําหรับการคํานวณและวิเคราะห์ระบบ บทความนี้แนะนําวิธีการพื้นฐานในการจําลองและจําลองระบบวิศวกรรมกับไลบรารีเหล่านี้

การ จัด หา สิ่ง แวด ล้อม

เพื่อเริ่มทําการติดตั้งไลบรารีที่จําเป็น หากไม่มีไลบรารีอยู่ ให้ใช้คําสั่ง pp เพื่อติดตั้ง NumPy และ SciPy:

[[FLT: 0]. ppip ติดตั้ง Nupy Spipiy

ระบบวิศวกรรมจําลอง

ระบบวิศวกรรมมักจะสามารถแทนได้ด้วยแบบจําลองทางคณิตศาสตร์ เช่น สมการอนุพันธ์ หรือฟังก์ชันการโอนย้าย NumPy เป็นเครื่องมือในการสร้างเมทริกซ์และเวกเตอร์ ในขณะที่ SciPy เสนอฟังก์ชันสําหรับการแก้ปัญหาและจําลองระบบ

ตัวอย่างเช่น ระบบมวล-ดัมเปอร์ธรรมดา สามารถจําลองได้ ด้วยสมการอนุพันธ์

m* x' + c * x' + k * x = 0

กําลังจําลองระบบ

มอดูลการรวมของ SciPy อนุญาตให้สามารถแก้ปัญหาสมการเชิงอนุพันธ์ได้โดยตัวเลข ฟังก์ชัน 'solve vp' ถูกใช้โดยทั่วไปเพื่อวัตถุประสงค์นี้ นี่คือตัวอย่างของการจําลองระบบมวล-dampper:

กําหนดระบบเป็นฟังก์ชัน:

[FLT: 0]. import nupy เป็น np

[FLT: 0] จาก Spipiy.integrated incure vp

[FLT: 0] ป้องกันมวล ฤดูใบไม้ผลิ (t, y, c, k):

กลับ [y[1] - (c/m) * y[1] - (k/m) * y[0]

ตั้งค่าเงื่อนไขและพารามิเตอร์เริ่มต้น:

[FLT: 0]. continutions=[x0, v0]

T span =[0, 10]

เรียกตัวแก้ไขว่า

[FLT: 0] solution = divers vp(hass rain dampper, t span, continuations, args= (c, k)[FLT: 1)

ผล ที่ น่า เศร้า

หลังจากจําลองแล้ว ให้วิเคราะห์ผลลัพธ์ โดยวางแผนการตอบสนองของระบบผ่านกาลเวลา ใช้ไลบรารีเช่น แมทโลตลีบ เพื่อสร้างภาพข้อมูล:

[FLT: 0]. import tplotlip.popt เป็น plot

[FLT: 0].plot(sulation.t, call.y[0]

[[FLT: 0] pplt.xpand('Times)']

[FLT: 0]. ppt.y tail ('พื้นที่')

[[FLT: 0]. pplt.show () [