我试图用八度音程求解微分方程,但是我选择的微分单元需要永远,所以我决定用C编码 . 这是算法:
#include <stdio.h>
double J = 5.78e-5; // (N.m)/(rad/s^2)
double bo = 6.75e-4; // (N.m)/(rad/s)
double ko = 5.95e-4; // (N.m)/rad
double Ka = 1.45e-3; // (N.m)/A
double Kb = 1.69e-3; // V/(rad/s)
double L = 0.311e-3; // mH
double R = 150; // ohms
double E = 5; // V
// Simulacion
int tf = 2;
double h = 1e-6;
double dzdt, dwdt, didt;
void solver(double t, double z, double w, double i) {
printf("%f %f %f\n", z, w, i);
if (t >= tf) {
printf("Finished!\n");
return; // End simulation
}
else {
dzdt = w;
dwdt = 1/J*( Ka*i - ko*z - bo*w );
didt = 1/L*( E - R*i - Kb*w );
// Solve next step with newly calculated "initial conditions"
solver(t+h, z+h*dzdt, w+h*dwdt, i+h*didt);
}
}
int main() {
solver(0, 0, 0, 0);
// Solve data
// Write data to file
return 0;
}
差异单元被定义为 h
(如您所见),必须很小,否则值将失控并且解决方案将不正确 . 现在,在数值上更大的 h
值,程序从开始到结束没有错误(除了 nan
值),但是 h
我选择了我得到了一个分段错误;什么可能导致这个?
备用Octave解决方案
在我的一个朋友告诉我他能够使用MATLAB的差分步骤解决方程后,我发现MATLAB有一个"stiff"版本的 ode23
模块--"stiff"意味着特殊的解决那些需要非常极端的微分方程小步长 . 后来我在Octave中搜索了"stiff" ODE解算器,发现 lsode
属于该类别 . 在第一次尝试时, lsode
以微秒(比MATLAB和我的C实现更快)解决方程式,并提供了完美的解决方案 . 万岁FOSS!
5 回答
你的递归并没有足够快地终止,所以你正在吹嘘你的筹码 .
为了解决这个问题,只需使它成为一个循环,看起来你实际上并没有做任何需要递归的事情 .
我认为这样做:
作为旁注,你的函数有资格进行尾递归优化,所以如果你在打开一些优化的情况下编译它(例如-O2),任何体面的编译器实际上都足够聪明,可以进行尾递归调用,以及你的程序不会是段错误 .
那么,你已经对你的实际问题有了很多答案 . 我只想提请你注意另一个lib . 使用boost.odeint,如果你需要一个快速且易于使用的颂歌解算器,它基本上就是最先进的库 . 忘记GSL,Matlab等,Odeint优于所有这些 .
您的程序将如下所示:
求解器函数递归调用自身 . 有多深?可能是几百万次 . 你的堆栈空间不足吗?每个递归都需要四个双倍空间和一个堆栈帧,这很快就会增加 .
我建议你将解算器重写为迭代而不是递归函数 .
正如@hexist所说,这里不需要递归 .
堆栈溢出:
你正在解算器上进行1e6递归调用 . 我猜你用完了 . 尝试在求解器内部循环,更新变量而不是调用函数 .
伪代码:
等等