参考书 :
<<振动分析>> 张准 汪凤泉 编著 东南大学出版社 ISBN 7-80123-583-4
参考章节 : 4.6.2 和 4.6.3
<<数值分析>> 崔瑞彩 谢伟松 天津大学出版社 ISBN 7-5618-1366-X
参考章节 : 3.1
参考资料:
<<交替使用幂法和降阶法求解矩阵全部特征值>> 下载地址:https://pan.baidu.com/s/1fmNMnS8zyaMv4B_6jd7rnQ
2018-03-11 笔记
1 求解器代码
import numpy as np class EigenValueModule(object) : K=np.mat([[1]]) #K矩阵 M=np.mat([[1]]) #M矩阵 s=1 #前s阶 Lambdas=[] Xs=[] def GetMax(self,Mat): position=np.argmax(Mat) row,column=Mat.shape row,column=divmod(position, column) Result=Mat[row,column] return Result def IsValid(self,LambdaLast,LambdaNext): #用于判断迭代出的特征值是否满足要求 #要求 Abs(LambdaLast-LambdaNext)/LambdaLast < Epsilon myResult=False Epsilon=1e-3 #0.001 Ratio=abs(LambdaLast-LambdaNext)/LambdaLast if Ratio<Epsilon : myResult=True return myResult def ReduceOrder(self,A,X): a=A[0] X=X/X[0,0] aX=X*a myResult=A-aX myResult=np.delete(myResult,0,0) myResult=np.delete(myResult,0,1) return myResult def solve(self): self.Lambdas=[] self.Xs=[] #导入外部变量 K=self.K M=self.M s=self.s #初始化 R=K.I A=R*M #进行计算 for i in range(s): X=self.ChildSolve(A) A=self.ReduceOrder(A,X) def solveA(self,A): self.Lambdas=[] self.Xs=[] s=self.s #进行计算 for i in range(s): X=self.ChildSolve(A) print(A) A=self.ReduceOrder(A,X) def ChildSolve(self,A): #单个计算过程 n=len(A) X=np.mat(np.ones((1,n))).T #创建试算向量 XMax=self.GetMax(X) LambdaLast=XMax #第一个Lambda Y=X/XMax X=A*Y XMax=self.GetMax(X) LambdaNext=XMax #下一个Lambda while self.IsValid(LambdaLast,LambdaNext)!=True : #Lambda不符合要求 LambdaLast=LambdaNext #更新Lambda Y=X/XMax X=A*Y XMax=self.GetMax(X) LambdaNext=XMax #更新Lambda self.Lambdas.append(LambdaNext) self.Xs.append(X) return X
2 调试代码
调试代码1
import numpy as np from SolveEigenValue import EigenValueModule Figure=EigenValueModule() Figure.M=np.mat([[1,0,0],[0,1,0],[0,0,1]]) Figure.K=np.mat([[2,-1,0],[-1,2,-1],[0,-1,1]]) Figure.s=3 Figure.solve() print(Figure.Lambdas)
调试代码2
import numpy as np from SolveEigenValue import EigenValueModule Figure=EigenValueModule() Figure.s=3 A=np.mat([[1,7,8,9,3],[0,2,5,8,6],[0,2,4,2,2],[0,0,1,6,5],[0,0,0,0,9]]) Figure.solveA(A) print(Figure.Lambdas)