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楼主: oneonly

[综合讨论] 龙格库塔ode45 解二阶微分方程组

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发表于 2015-10-14 09:49 | 显示全部楼层
oneonly 发表于 2015-10-13 16:26
这就是那本结构动力学,我的方程以化成书上的这种形式,
   k1=h*(C*y(:,n)+F);
   k2=h*(C*(y(:,n)+ ...

这是标准的定不长4阶龙哥库塔法,从效果上来说,其未必会比ode45好
从算法本身来说ode45就有了极大的改善,而且相关的代码是matlab公司多次优化过的

至于调整问题我觉得看看两个方面吧,一个是程序本身有没有问题
我很早以前发过相关的代码,你看看http://forum.vibunion.com/thread-17615-1-1.html

另一方面看看输出的激励变化规律看看
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发表于 2015-10-14 09:50 | 显示全部楼层
oneonly 发表于 2015-10-13 20:29
happy老师,晚上我出了一组数据y(107,:)=0        -1129183048.93119        1.48637526202825e+32   ...

这个应该是结果发散了
发表于 2015-10-14 11:46 | 显示全部楼层
oneonly 发表于 2015-10-9 10:54
额。。。以前师兄是用newmark方法做的,现在呢 是换一种算法,然后在进行后续的分析。现在单单是解这一个 ...

http://forum.vibunion.com/thread-138097-1-1.html
 楼主| 发表于 2015-10-14 17:28 | 显示全部楼层
happy 发表于 2015-10-14 09:50
这个应该是结果发散了

以前我也考虑用matlab内部的ode45,但是我的是个变系数矩阵的(K C M F)都是随时间变化的,项数也比较多(感觉应该用循环调用)不怎么会编写程序,所以就自己编的龙格库塔的程序,有一点疑惑就是 (例如)k2=h*f(yn+1/2*k1,tn+1/2*h),这里面有个时间差tn  不知道怎么处理(时间变化,我的系数也变了),
最后,我就假定时间t=0.3  求出 K C M F,并且然他们为定值,运用龙格库塔方法计算,出来的数就非常大(都200多次方),并且后来全是NAN。。。

发表于 2015-10-16 08:21 | 显示全部楼层
oneonly 发表于 2015-10-14 17:28
以前我也考虑用matlab内部的ode45,但是我的是个变系数矩阵的(K C M F)都是随时间变化的,项数也比较多 ...

tn是离散点的时间点,也就是yn所对应的时间点

出来NAN意味这出现了0/0,0*无穷,等运算
 楼主| 发表于 2015-10-18 19:48 | 显示全部楼层
mxlzhenzhu 发表于 2015-10-14 11:46
http://forum.vibunion.com/thread-138097-1-1.html

这是我的变系数动力学方程:
方程.png
按照书中308页下边的那种龙格库塔的方法,结合您的帖子上面的程序,不做变换化为一阶方程,而直接用龙哥-库塔对其求解。我的编程思路大致如下:
clc
clear
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
            
Ixy=0.81*10^-8;
Ixz=0.56*10^-2;
Iyx=0.81*10^-8;
Iyy=0.66432;      
Iyz=1.166*10^-7;
Izx=0.56*10^-2;
Izy=1.166*10^-7;
Izz=0.64;
密度,质量 转动惯量等已知是的赋值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
tt=0:0.01:1; %%%%%%这里也试过0.001,0.0001
for ij=1:length(tt)
   t=tt(ij)
dt=0.01;%%%%%%%%%步长也试过0.1,0.0001
。。。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。
M=
K=
F=
C=
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。%%%%%句号中间是求M K F C (都是关于t的函数)  
Inv_M=inv(M);
if ij==1
q=zeros(112,1);%%%%初始位移
q1d=zeros(112,1);   %%%%初始速度
q2d=Inv_M*(QA-K*q-C*q1d); %%%%初始加速度
end
if ij>1
  qq=q;
  qq1d=q1d;
  qq2d=q2d;  
Kd1=Inv_M*(-K*qq-C*qq1d+F);%  
Kd2=Inv_M*(-K*(qq+0.5*dt*qq1d)-C*(qq1d+0.5*dt*Kd1)+F);
Kd3=Inv_M*(-K*(qq+0.5*dt*qq1d+0.25*dt^2*Kd1)-C*(qq1d+0.5*dt*Kd2)+F);
Kd4=Inv_M*(-K*(qq+dt*qq1d+0.5*dt^2*Kd2)-C*(qq1d+dt*Kd3)+F);
update_disp=qq+dt*qq1d+(dt^2)/6*(Kd1+Kd2+Kd3);%  
update_velo=qq1d+dt/6*(Kd1+2*Kd2+2*Kd3+Kd4);
update_acc =Kd1;
q=update_disp;
q1d=update_velo;
q2d=update_acc;
q107=q(107); %%%x位移
    q108=q(108); %%%y位移
    q109=q(109); %%%y位移
   qqq1(ij)=q107;
   qqq2(ij)=q108;
   qqq3(ij)=q109;
end  
   
end
  
figure(1)
plot(tt,qqq1,'b')%%%x位移   
title('λòÆ')
xlabel('ê±¼ät/s')
ylabel('λòÆ/m')
figure(2)
plot(tt,qqq2,'m')%%%y位移
title('Ëù¶è')
xlabel('ê±¼ät/s')
ylabel('λòÆ/m')
figure(3)
plot(tt,qqq3,'m')%%%z位移
title('Ëù¶è')
xlabel('ê±¼ät/s')
ylabel('λòÆ/m')

 楼主| 发表于 2015-10-18 19:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 oneonly 于 2015-10-18 20:08 编辑
happy 发表于 2015-10-16 08:21
tn是离散点的时间点,也就是yn所对应的时间点

出来NAN意味这出现了0/0,0*无穷,等运算

happy 老师您好  有时间能帮看一下这个文档吗,谢谢谢谢

wengti.docx

23.85 KB, 下载次数: 4

chengxv

 楼主| 发表于 2015-10-18 19:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 oneonly 于 2015-10-18 20:07 编辑

老师您好,那边老实需要审核,我就在这里给你回复吧,希望能看到,谢谢谢谢谢谢

wengti.docx

23.85 KB, 下载次数: 1

方程

发表于 2015-10-19 09:12 | 显示全部楼层
oneonly 发表于 2015-10-18 19:48
这是我的变系数动力学方程:http://forum.vibunion.com/thread-138097-1-1.html按照书中308页下边的那 ...

你用该方法求解已经很长时间了,相信代码本身方面为题应该不大
如果你真要用这个方法实现求解,给你个建议吧
去找一本微粉方程数值方法方面的书,有深入将RK法的那种
好好研究一下里边关于收敛性和稳定性的内容
然后在看看你的模型是否在RK法的绝对稳定域内。如果不在这个范围内的,估计是无法收敛或稳定的
那么就只能更换算法或者针对你的具体问题改进RK法
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