用python绘制倒立摆动画的代码

以下是用Python绘制倒立摆动画的示例代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

# 定义常量
G = 9.8  # 重力加速度
L = 1.0  # 摆杆长度
M = 1.0  # 摆球质量

# 定义初始状态
theta0 = np.pi / 6  # 摆球的初始角度
omega0 = 0.0  # 摆球的初始角速度

# 定义模型函数
def derivs(state, t):
    # 解析状态量
    theta, omega = state

    # 计算角加速度
    alpha = -(G / L) * np.sin(theta)

    # 返回状态变化率
    return [omega, alpha]

# 定义时间范围和时间步长
t = np.arange(0.0, 10.0, 0.01)

# 使用odeint函数求解微分方程
from scipy.integrate import odeint
state0 = [theta0, omega0]
states = odeint(derivs, state0, t)

# 绘制动画
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, autoscale_on=False, xlim=(-2, 2), ylim=(-2, 2))
ax.set_aspect('equal')
ax.grid()

line, = ax.plot([], [], 'o-', lw=2)

def init():
    line.set_data([], [])
    return line,

def animate(i):
    x = [0, L*np.sin(states[i,0])]
    y = [0, -L*np.cos(states[i,0])]
    line.set_data(x, y)
    return line,

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames=len(t),
                              interval=25, blit=True, init_func=init)

plt.show()

这个程序使用了Scipy库的odeint函数求解倒立摆的微分方程，并使用Matplotlib库的animation模块绘制动画。程序首先定义了一些常量和初始状态，然后定义了一个derivs函数，用于计算状态变化率。程序接着使用odeint函数求解微分方程，得到了摆球的状态随时间的变化。最后，程序使用Matplotlib的animation模块绘制动画，将摆球的运动轨迹动态地展示出来。