Das deutsche Python-Forum

Hallo, wir sind 2 Studenten mit fast keine Erfahrung mit Programmieren, und wir versuchen einen Doppelpendel zu animieren.

wir haben es bis jetzt geschafft, das Pendel zu zeichnen und das im Bewegung zu setzten.
Unserer Code hat jedoch einen Fehler in der Animation: die 2D Perspektive ist komprimiert, sodass beim Laufen des Codes die Länge der "Arme" des Pendels sich ändern (es sollte natürlich nicht passieren).

Falls jemand eine Idee hat, wie wir das Problem lösen könnten, wir werden uns sehr freuen

Hier ist unserem Code:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

g=9.81
m1=1
m2=1
l1=1
l2=1

theta1=np.pi/2
theta2=np.pi/2

omega1=0
omega2=0

h=0.005

x1_0=l1*np.sin(theta1)
y1_0=-l1*np.cos(theta1)
x2_0=x1_0+l2*np.sin(theta2)
y2_0=y1_0-l2*np.cos(theta2)

def omega1ddt(theta1,theta2,omega1,omega2):
result=(-g*(2*m1+m2)*np.sin(theta1)-m2*g*np.sin(theta1-2*theta2)-2*np.sin(theta1-theta2)*m2*((omega2**2)*l2+(omega1**2)*l1*np.cos(theta1-theta2)))/(l1*(2*m1+m2-m2*np.cos(2*theta1-2*theta2)))

return result

def omega2ddt(theta1,theta2,omega1,omega2):
result=(2*np.sin(theta1-theta2)*((omega1**2)*l1*(m1+m2)+g*(m1+m2)*np.cos(theta1)+(omega2**2)*l2*m2*np.cos(theta1-theta2))/(l2*(2*m1+m2-m2*np.cos(2*theta1-2*theta2))))

return result

def Runge_kutta(theta1,theta2,omega1,omega2,h):
a1=omega1ddt(theta1, theta2, omega1, omega2)
a2=omega2ddt(theta1, theta2, omega1, omega2)

b1=omega1ddt(theta1, theta2, omega1+(h/2)*a1, omega2+(h/2)*a2)
b2=omega2ddt(theta1, theta2, omega1+(h/2)*a1, omega2+(h/2)*a2)

c1=omega1ddt(theta1, theta2, omega1+(h/2)*b1, omega2+(h/2)*b2)
c2=omega2ddt(theta1, theta2, omega1+(h/2)*b1, omega2+(h/2)*b2)

d1=omega1ddt(theta1, theta2, omega1+(h/1)*c1, omega2+(h/1)*c2)
d2=omega2ddt(theta1, theta2, omega1+(h/1)*c1, omega2+(h/1)*c2)

omega1_n_plus_1=omega1+(h/6)*(a1+2*b1+2*c1+d1)
omega2_n_plus_1=omega2+(h/6)*(a2+2*b2+2*c2+d2)
return omega1_n_plus_1, omega2_n_plus_1

liste_omega1=[omega1]
liste_omega2=[omega2]

liste_theta1=[theta1]
liste_theta2=[theta2]

t=1/24 # in s

i=0

for i in range(5000):
a,b = Runge_kutta(theta1, theta2, omega1, omega2, h)

liste_omega1.append(a)
liste_omega2.append(b)

theta1_new=theta1+a*t
theta2_new=theta2+b*t

liste_theta1.append(theta1_new)
liste_theta2.append(theta2_new)

x1=l1*np.sin(theta1_new)
y1=-l1*np.cos(theta1_new)
x2=x1+l2*np.sin(theta2_new)
y2=y1-l2*np.cos(theta2_new)

theta1=liste_theta1[-1]
theta2=liste_theta2[-1]

omega1=liste_omega1[-1]
omega2=liste_omega2[-1]

#xw1_0=(0, x1_0)
#yw1_0=(0, y1_0)
#xw2_0=(x1_0, x2_0)
#yw2_0=(y1_0, y2_0)

#plt.plot(xw1_0,yw1_0)
#plt.plot(xw2_0,yw2_0)

xw1_1=(0, x1)
yw1_1=(0, y1)
xw2_1=(x1, x2)
yw2_1=(y1, y2)


plt.plot(xw1_1,yw1_1)
plt.plot(xw2_1,yw2_1)

plt.xlim(-3,3)
plt.ylim(-3,3)

#circle1=plt.Circle((x1_0,y1_0),0.02,color='r')
#plt.gcf().gca().add_artist(circle1)
#circle2=plt.Circle((x2_0,y2_0),0.02,color='g')
#plt.gcf().gca().add_artist(circle2)

circle3=plt.Circle((x1,y1),0.02,color='r')
plt.gcf().gca().add_artist(circle3)
circle4=plt.Circle((x2,y2),0.02,color='g')
plt.gcf().gca().add_artist(circle4)

i+=1

plt.pause(0.01)
plt.cla()

Ihr wollt das Aspekt-Verhältnis setzen: Das Pendel scheint von irgendwoher Energie zu gewinnen, jedenfalls pendelt es immer schneller.