C++ - 系统的odeint解决方案差异很大

Question

我正在使用 odeint 求解一个包含 4 个耦合方程的系统，这些方程模拟车辆在行驶时的振动。我希望我的结果与我在 MATLAB 中得到的结果相似，但不幸的是，这并没有发生。我已经多次检查我的方程式，没有错误，所以问题一定是在积分过程中发生的。

我已经在 MATLAB 中编写了解决方案，以验证我从 C++ 脚本中得到了什么。使用相同的条件，这是我从 odeint 获得的解决方案:

这与 MATLAB 中的解决方案相同:

我没想到在 MATLAB 中看到的微振荡会出现在 odeint 结果中，但大多数值甚至都不接近正确。我是否使用了错误的集成器，或者 odeint 是否不适用于此应用程序？

c++文件可以在Github上找到，here.名为“coupledODE”的类是属于我的系统的方程组，odeint 在主函数中实现。

Answer 1

在 C++ 代码中，您从不执行 calcRadialFreq() 过程，因此 radFreq=0 的初始化没有变化，提供了一个恒定的漂移项，但没有小振荡.

将这一行计算合并到上面的 getRoadValues() 过程中，将使结果在视觉上与 Matlab 图形完全相同。

假设一个人遵守 20Hz 的强制频率，输出采样率大于 40Hz。对于 100Hz，dt=0.01 的时间步长会很好。

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我还建议以小的、易于读取的位来计算 ODE 函数。这应该有助于比较不同的版本和捕获错误。例如，它可以采用以下形式

void operator()(state_type &x, state_type &dxdt, double t)
{
    double wave_f = car.stiffness_f*road.A*sin((road.radFreq)*t);
    double wave_r = car.stiffness_r*road.A*sin((road.radFreq)*t-(2*pi*(car.frontLength+car.rearLength))/road.L);

    double term1f = car.stiffness_f*x[0] + car.damping_f*x[1];
    double term1r = car.stiffness_r*x[0] + car.damping_r*x[1];
    double term2f = car.stiffness_f*x[2] + car.damping_f*x[3];
    double term2r = car.stiffness_r*x[2] + car.damping_r*x[3];
    double term3f = -term1f + term2f*car.frontLength + wave_f;
    double term3r = -term1r - term2r*car.rearLength  + wave_r;

    dxdt[0] = x[1];
    dxdt[1] = (1 / car.mass)*( term3f                  + term3r                 );
    dxdt[2] = x[3];
    dxdt[3] = (1/car.inertia)*(-term3f*car.frontLength + term3r*car.rearLength  );
}