python complex_ode передают матричные параметры

Question

У меня возникли проблемы с решателем complex_ode python.

Я пытаюсь решить следующее уравнение:

д/дт = -iAy - ICOS (Omegat) B у

, где А и В NxN массивы и неизвестное у есть Nx1, i - мнимая единица, а Omega - параметр.

Вот мой код:

import numpy as np 
from scipy.integrate import ode,complex_ode 


N = 3 #linear matrix dim 
Omega = 1.0 #parameter 

# define symmetric matrices A and B 
A = np.random.ranf((N,N)) 
A = (A + A.T)/2.0 

B = np.random.ranf((N,N)) 
B = (B + B.T)/2.0 

# define RHS of ODE 
def f(t,y,Omega,A,B): 
    return -1j*A.dot(y)-1j*np.cos(Omega*t)*B.dot(y) 

# define list of parameter 
params=[Omega,A,B] 

# choose solver: need complex_ode for this ODE 
#solver = ode(f) 
solver = complex_ode(f) 
solver.set_f_params(*params) 
solver.set_integrator("dop853") 
# set initial value 
v0 = np.zeros((N,),dtype=np.float64) 
v0[0] = 1.0 

# check that the function f works properly 
print f(0,v0,Omega,A,B) 

# solve-check the ODE 
solver.set_initial_value(v0) 
solver.integrate(10.0) 

print solver.successful() 

Запуск этого сценария дает ошибку

capi_return is NULL 
Call-back cb_fcn_in___user__routines failed. 
Traceback (most recent call last): 
File "ode_test.py", line 37, in <module> 
    solver.integrate(10.0) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 515, in integrate 
y = ode.integrate(self, t, step, relax) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 388, in integrate 
self.f_params, self.jac_params) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 946, in run 
tuple(self.call_args) + (f_params,))) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 472, in _wrap 
f = self.cf(*((t, y[::2] + 1j * y[1::2]) + f_args)) 
TypeError: f() takes exactly 5 arguments (2 given) 

Если вместо этого я использую решатель = ода (F), то есть. реальный решатель, он отлично работает. За исключением того, что он не решает ODE, я хочу, чтобы он был комплекснозначен :(

Затем я попытался уменьшить количество параметров, сделав матрицы A и B. Глобальные переменные. Таким образом, единственный параметр, который принимает функция f Омега. изменения ошибок в

capi_return is NULL 
Call-back cb_fcn_in___user__routines failed. 
Traceback (most recent call last): 
File "ode_test.py", line 37, in <module> 
solver.integrate(10.0) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 515, in integrate 
y = ode.integrate(self, t, step, relax) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 388, in integrate 
self.f_params, self.jac_params) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 946, in run 
tuple(self.call_args) + (f_params,))) 
File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/Extras/lib/python/scipy/integrate/_ode.py", line 472, in _wrap 
f = self.cf(*((t, y[::2] + 1j * y[1::2]) + f_args)) 
TypeError: 'float' object has no attribute '__getitem__' 

, где я понял, что поплавок относится к параметру Omega [пробуя целое]. Опять же, «ода» в одиночку работает в этом случае.

Последних , Я пробовал одно и то же комплекснозначное уравнение, но теперь A и B являются просто числами. Я попытался передать их как параметры, т. Е. Params = [Omega, A, B], как хорошо l как сделать их глобальными переменными, в этом случае params = [Omega]. Ошибка:

TypeError: 'float' object has no attribute '__getitem__' 

ошибка - полная ошибка такая же, как указано выше. И снова эта проблема не возникает для вещественной «оды».

Я знаю, что zvode является альтернативой, но он кажется довольно медленным для больших N. В реальной задаче у меня есть A - диагональная матрица, но B - не разреженная полная матрица.

Любые идеи очень ценятся! Меня интересуют как (i) альтернативные способы решения этого комплекснозначного ОДУ с параметрами массива, так и (ii) как запускать complex_ode :)

Спасибо!

Answer 1

Похоже на ссылку, которая Reti43 размещена содержит ответ, так что позвольте мне поставить его здесь на благо будущих пользователей:

from scipy.integrate import complex_ode 
import numpy as np 

N = 3 
Omega = 1.0; 

class myfuncs(object): 
    def __init__(self, f, fargs=[]): 
     self._f = f 
     self.fargs=fargs 

    def f(self, t, y): 
     return self._f(t, y, *self.fargs) 

def f(t, y, Omega,A,B): 
    return -1j*(A+np.cos(Omega*t)*B).dot(y)  


A = np.random.ranf((N,N)) 
A = (A + A.T)/2.0 

B = np.random.ranf((N,N)) 
B = (B + B.T)/2.0 

v0 = np.zeros((N,),dtype=np.float64) 
v0[0] = 1.0 

t0 = 0 

case = myfuncs(f, fargs=[Omega, A, B]) 
solver = complex_ode(case.f) 
solver.set_initial_value(v0, t0) 

solver.integrate([10.0]) 

print solver.successful() 

""" 
t1 = 10 
dt = 1 
while solver.successful() and solver.t < t1: 
    solver.integrate(solver.t+dt) 
    print(solver.t, solver.y) 

""" 

Могли бы, возможно, кто-то комментарий о том, почему этот трюк делает работу?