值错误和odepack.error使用集成.odeint()

Question

我试着写一个方程来建模，然后画出一个完整的控制系统（特别是关于巡航控制）。但是，每次运行时都会收到两个错误：

ValueError:对象太深，无法使用所需的数组 odepack.error：函数调用的结果不是正确的浮点数组。在

我读过这些问题：

• scipy curve_fit error: Result from function call is not a proper array of floats
• How to solve this differential equation using scipy odeint?
• Object Too Deep for Desired Array - scipy.integrate.odeint

这看起来应该是有帮助的，但是我不确定如何应用这些来解决我的问题。我对python相当陌生，所以如果我错过了一些显而易见的事情或者做了一些非常愚蠢的事情，请容忍我。我对绘制它没有任何问题，所以一旦我找到了如何让它工作起来，我想我已经准备好了。在

import numpy as np
import scipy.integrate as integrate

##Parameters

kp=.5 #proportional gain
ki=.1 #integral gain
vr=30 #desired velocity in m/s
Tm=190 #Max Torque in Nm
wm=420 #engine speed
B=0.4 #Beta
an=12 #at gear 4
p=1.3 #air density
Cd=0.32 #Drag coefficient
Cr=.01 #Coefficient of rolling friction
A=2.4 #frontal area

##Variables

m=18000 #weight
v=20 #starting velocity
time=np.linspace(0,10,50) #time
theta=np.radians(4) #Theta

def vderivs(state,t):
    v = state
    vel=[]
    ti=0

    while ti < t:
        v1 = an*controller(ti,vr,v)*torque(v)
        v2 = m*Cr*np.sign(v)
        v3 = 0.5*p*Cd*A*v**2
        v4 = m*np.sin(theta)

        if t < 10:
            vtot = v1+v2+v3
            vfin = np.divide(vtot,m)
        else:
            vtot = v1+v2+v3+v4
            vfin = np.divide(vtot,m)

        vel.append(vfin)
        ti+=1

    trueVel = np.array(vel, float)
    return trueVel

def uderivs(state,t):
    v = state
    deltax = vr - v
    return deltax    

def controller(time,desired,currentV):
    z = integrate.odeint(uderivs, currentV, time)
    u = kp*(vr-currentV)+ki*z
    return u.flatten()

def torque(v):    
    return Tm*(1-B*(np.divide(an*v,wm)-1)**2)   

def velocity(mass,desired,theta,t):
    v = integrate.odeint(vderivs, desired, t)
    return v.flatten()

test = velocity(m,vr,theta,time)
print(test)

如果你还需要我帮忙，请告诉我！在

Answer 1

我看到的一个错误是函数controller；您试图从一个整数（vr）中减去一个函数（velocity），这可能是某些问题的根源。在

“object too deep for desired array”错误可能来自另一个问题，其中函数controller和velocity的返回形状错误；它们必须是一维numpy数组。您可以使用flatten()方法修复此问题：

In [82]: z.shape
Out[82]: (50, 1)

In [83]: z_flat=z.flatten()

In [84]: z_flat.shape
Out[84]: (50,)

但是为了完全调试，您需要修复控制器函数中的上述错误。在