系统动力学(System Dynamics)是一门研究复杂系统内部结构及其行为的科学。它通过建立数学模型来描述系统的动态行为,并通过计算机模拟来分析系统的稳定性和性能。在Python中,我们可以使用scipy
、numpy
、matplotlib
等库来进行系统动力学建模。
以下是一个简单的系统动力学模型示例:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.integrate import odeint
alpha = 0.3
beta = 0.2
gamma = 0.1
delta = 0.5
# 初始条件
x0 = 10
y0 = 10
def model(variables, t):
x, y = variables
dxdt = alpha * x - beta * x * y
dydt = delta * x * y - gamma * y
return [dxdt, dydt]
t = np.linspace(0, 10, 1000)
variables = odeint(model, [x0, y0], t)
x, y = variables[:, 0], variables[:, 1]
plt.plot(t, x, label='x')
plt.plot(t, y, label='y')
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Variable')
plt.legend()
plt.show()
这个示例中,我们定义了一个简单的非线性系统动力学模型,包括两个变量x和y。我们使用odeint函数求解微分方程,并将结果绘制成图表。
系统动力学建模通常涉及更复杂的模型和更多的变量。你可以根据实际问题构建更复杂的模型,并使用Python库进行建模和分析。
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