Plik:Phase portrait of damped oscillator, with increasing damping strength.gif
Z testwiki
Przejdź do nawigacji
Przejdź do wyszukiwania
Rozmiar podglądu – 800 × 533 pikseli. Inne rozdzielczości: 320 × 213 pikseli | 640 × 427 pikseli | 1024 × 683 pikseli | 1280 × 853 pikseli | 1800 × 1200 pikseli.
Rozmiar pierwotny (1800 × 1200 pikseli, rozmiar pliku: 19,36 MB, typ MIME: image/gif, zapętlony, 201 klatek, 16 s)
Uwaga: z powodu ograniczeń technicznych miniaturki plików GIF o wysokiej rozdzielczości – takich jak ten – nie bedą animowane.
Ten plik znajduje się w Wikimedia Commons i może być używany w innych projektach. Poniżej znajdują się informacje ze strony opisu tego pliku.
Opis
| OpisPhase portrait of damped oscillator, with increasing damping strength.gif |
English: ```python
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from math import isclose from numpy import linalg as LA import matplotlib.cm as cm def plot_circle(v_1, v_2, ax, **kwargs): angles = np.linspace(0, 2*np.pi, 100) points = v_1[:,np.newaxis] * np.cos(angles) + v_2[:,np.newaxis] * np.sin(angles) ax.plot(points[0,:], points[1,:], **kwargs) def plot_vector_field(A, xmin=-5, xmax=5, ymin=-5, ymax=5, title=""): axx, axy = A[0,0], A[0,1] ayx, ayy = A[1,0], A[1,1] det = axx * ayy - axy * ayx tr = axx + ayy eigen_vals, eigen_vects = LA.eig(A) is_critical = abs(eigen_vals[0] - eigen_vals[1]) / abs(eigen_vals[0]) < 1e-2 delta = tr**2 - 4*det is_rotational = delta <= 0 and not is_critical # Initialize plotting object
fig, axes = plt.subplot_mosaic("133;233", figsize=(18,12))
colormap=cm.viridis
# pole-zero plot ax = axes['1'] ax.scatter(eigen_vals[0].real, eigen_vals[0].imag, color=colormap(eigen_vals[0].real)) ax.scatter(eigen_vals[1].real, eigen_vals[1].imag, color=colormap(eigen_vals[1].real)) r = np.sqrt(abs(eigen_vals[0] * eigen_vals[1])) plot_circle(np.array([r, 0]), np.array([0, r]), ax, color='k', alpha=0.3) ax.plot([xmin, xmax], np.zeros(2), color='k', alpha=0.2)
ax.plot(np.zeros(2), [ymin, ymax], color='k', alpha=0.2)
ax.set_aspect('equal')
ax.set_xlim([-2, 2])
ax.set_ylim([-2, 2])
ax.set_xlabel('Real')
ax.set_ylabel('Imag')
ax.set_title('pole-zero plot')
# stability plot
ax = axes['2']
xs = np.linspace(xmin, xmax, 100)
ys = xs**2 / 4
ax.plot(xs, ys)
ax.scatter(tr, det, color='red')
ax.plot([xmin, xmax], np.zeros(2), color='k', alpha=0.2)
ax.plot(np.zeros(2), [ymin, ymax], color='k', alpha=0.2)
ax.set_aspect('equal')
ax.set_xlim([-4,2])
ax.set_ylim([-1, 5])
ax.set_xlabel('Tr(A)')
ax.set_ylabel('Det(A)')
ax.set_title('stability plot')
# vector field plot ax = axes['3'] x, y = np.meshgrid(np.linspace(xmin, xmax, 10), np.linspace(ymin, ymax, 10)) vx = axx * x + axy * y vy = ayx * x + ayy * y ax.quiver(x,y, vx, vy, units='xy', scale=6, color='g', headwidth=3, width=0.04)
# Plot the circle, or fast and slow manifolds
if is_rotational:
v_1 = np.array(eigen_vects[:,0].real)
v_2 = np.array(eigen_vects[:,0].imag)
# normalize
radius = (xmax - xmin) / 4
norm = max(np.linalg.norm(v_1), np.linalg.norm(v_2)) / radius
v_1 /= norm
v_2 /= norm
plot_circle(v_1, v_2, ax, color=colormap(eigen_vals[0].real))
elif is_critical:
v_1 = eigen_vects[:,0]
length = (xmax - xmin) * 2
lengths = np.linspace(-length, length, 100)
points = v_1[:,np.newaxis] * lengths
ax.plot(points[0,:], points[1,:], color=colormap(eigen_vals[0]))
else:
v_1 = eigen_vects[:,0]
v_2 = eigen_vects[:,1]
length = (xmax - xmin) * 2
lengths = np.linspace(-length, length, 100)
points = v_1[:,np.newaxis] * lengths
ax.plot(points[0,:], points[1,:], color=colormap(eigen_vals[0]))
points = v_2[:,np.newaxis] * lengths
ax.plot(points[0,:], points[1,:], color=colormap(eigen_vals[1]))
ax.plot([xmin, xmax], np.zeros(2), color='k', alpha=0.2)
ax.plot(np.zeros(2), [ymin, ymax], color='k', alpha=0.2)
ax.set_aspect('equal')
ax.set_xlim([xmin, xmax])
ax.set_ylim([ymin, ymax])
ax.set_xlabel('$x$')
ax.set_ylabel('$\\dot{x}$')
ax.set_title('phase portrait')
fig.suptitle(title)
fig.tight_layout()
return fig
import tempfile import os import imageio plt.rc('figure', titlesize=16) with tempfile.TemporaryDirectory() as temp_dir: n_frames = 201
omegas = [1.0] * n_frames
gammas = (1-np.cos(np.linspace(0, np.pi, n_frames//2)))/2
gammas = list(gammas) + [gammas[-1]] + list(gammas + 1)
for i in range(n_frames):
omega = omegas[i]
gamma = gammas[i]
operator_A = np.array([[0, 1], [-omega**2, -2*gamma]])
fig = plot_vector_field(operator_A, title=f"$\\ddot x + 2\\gamma \\dot x + \\omega^2x = 0$,\n$\\omega = {omega:1.1f}$, $\\gamma = {gamma:0.3f}$")
filename = os.path.join(temp_dir, f"plot_{i:03d}.png")
fig.savefig(filename)
plt.close(fig)
# Compile images into GIF
fps = 12
images = []
for i in range(n_frames):
filename = os.path.join(temp_dir, f"plot_{i:03d}.png")
images.append(imageio.v2.imread(filename))
imageio.mimsave(f"phase_portrait_omega_{omega:1.1f}.gif", images, duration=1/fps)
``` |
| Data | |
| Źródło | Praca własna |
| Autor | Cosmia Nebula |
Licencja
Ja, właściciel praw autorskich do tego dzieła, udostępniam je na poniższej licencji
Ten plik udostępniony jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowe.
- Wolno:
- dzielić się – kopiować, rozpowszechniać, odtwarzać i wykonywać utwór
- modyfikować – tworzyć utwory zależne
- Na następujących warunkach:
- uznanie autorstwa – musisz określić autorstwo utworu, podać link do licencji, a także wskazać czy utwór został zmieniony. Możesz to zrobić w każdy rozsądny sposób, o ile nie będzie to sugerować, że licencjodawca popiera Ciebie lub Twoje użycie utworu.
- na tych samych warunkach – Jeśli zmienia się lub przekształca niniejszy utwór, lub tworzy inny na jego podstawie, można rozpowszechniać powstały w ten sposób nowy utwór tylko na podstawie tej samej lub podobnej licencji.
Podpisy
Dodaj jednolinijkowe objaśnienie tego, co ten plik pokazuje
Obiekty przedstawione na tym zdjęciu
przedstawia
Jakaś wartość bez elementu Wikidanych
4 kwi 2023
image/gif
Historia pliku
Kliknij na datę/czas, aby zobaczyć, jak plik wyglądał w tym czasie.
| Data i czas | Miniatura | Wymiary | Użytkownik | Opis | |
|---|---|---|---|---|---|
| aktualny | 07:24, 5 kwi 2023 | 1800 × 1200 (19,36 MB) | wikimediacommons>Cosmia Nebula | Uploaded own work with UploadWizard |
Lokalne wykorzystanie pliku
Poniższa strona korzysta z tego pliku: