关于sympy和numpy的使用问题：can't convert expression to float
问题描述：本人Python初学者，最近在完成老师所写的大作业，写了一段代码，发现在使用numpy数组时在M[]处出现can't convert expression to float的错误，希望大佬斧正，如果顺便帮我检查有没有其他错误就更好了，跪谢！传递矩阵法
import numpy as np
import sympy as sym
E = 2.06e11
I = np.array([
0.08, 0.08, 0.08, 0.08, 0.08, 0.08, 0.08, 0.08, 0.08
])
d = np.array([
0.025, 0.025, 0.025, 0.025, 0.025, 0.025, 0.025, 0.025, 0.025
])
m = np.array([
0.308, 0.308, 9.21, 0.308, 0.308, 0.308, 0.308, 0.308, 0
])
Id = np.array([
0, 0, 0.03196, 0, 0, 0, 0, 0, 0
])
Io = np.array([
0, 0, 0.06392, 0, 0, 0, 0, 0, 0
])
J = np.array([
1.917e-8 ,1.917e-8 ,1.917e-8 ,1.917e-8 ,1.917e-8 ,1.917e-8 ,1.917e-8 ,1.917e-8 ,1.917e-8
])
L = np.zeros()
for i in np.arange(0,9):
L = np.array([
[ 1 , I, I**2/2/E/J, I**3/6/E/J ],
[ 0, 1, I/E/J, I**2/2/E/J ],
[ 0, 0, 1, I ],
[ 0, 0, 0, 1 ]
])
w = sym.symbols('w')
M = np.zeros()
for i in np.arange(0,9):
if i <= 1 or i >= 3:
M = np.array([
[ 1, 0, 0, 0 ],
[ 0, 1, 1, 0 ],
[ 0, 0, 1, 0 ],
[ m*w**2, 0, 0, 1 ]
])
else:
M = np.array([
[ 1, 0, 0, 0],
[ 0, 1, 0, 0 ],
/Id-1)*Id*w**2, 1, 0 ],
[ m*w**2, 0, 0, 1 ]
])
#print(M)
H = np.zero()
for i in np.arange(0,9):
H *= M * L
h12, h14, h34, h32 = H, H, H, H
delta = h12 * h34 - h14 * h32
sym.solve(delta-w,w)
print(w)
附上原来的MATLAB代码
%Rotor critical speed calculation 转子临界转速计算
%*****************************************************************************
%转子数据
E=2.06e11;%轴的弹性模量 N/m2
l=;%轴总长为 72cm,分成 9 段每段的长度相等都是 0.08m
d=;%轴的直径 m
m=;%各段的质量
Id=;% 直 径 转 动 惯 量 kg*m2
Io=;%极转动惯量
J=;%J 为各段面积惯性矩，J=pi*d^4/64
% E=2.06e7 %轴的弹性模量 N/cm2
% l=;%轴总长为 72cm,分成 9 段每段的长度相等都是 8cm
% d=;%轴的直径
% m=;%各段的质量
% Id=;%直径转动惯量
% Io=;%极转动惯量
% J=;%J 为各段面积惯性矩，J=pi*d^4/64
%*****************************************************************************
%1-9 段的传递矩阵 L clc
L=cell(1,9);
for i=1:9
L{1,i}=[1,l(i),(l(i))^2/(2*E*J(i)),(l(i))^3/(6*E*J(i));
0, 1, l(i)/(E*J(i)), (l(i))^2/(2*E*J(i));
0, 0, 1, l(i);
0, 0, 0, 1];
end
%1-9 站的传递矩阵 M M=cell(1,9);
syms w;
for i=1:9
if i<=2||i>=4
M{1,i}=[1, 0, 0, 0;
0, 1, 0, 0;
0, 0, 1, 0;
m(i)*w^2, 0, 0, 1];
else
M{1,i}=[1, 0, 0, 0;
0, 1, 0, 0;
0, ((Io(i)/Id(i))-1)*Id(i)*w^2, 1, 0;
m(i)*w^2, 0, 0, 1];
end
end
%*****************************************************************************
%传递矩阵计算
%左右两端的边界条件,转子两边看成是是简支的
% BJ9=;
% BJ0=;
% BJ9=M{1,9}*L{1,9}*M{1,8}*L{1,8}*M{1,7}*L{1,7}*M{1,6}*L{1,6}*M{1,5}*L{1,5}
% *M{1,4}*L{1,4}*M{1,3}*L{1,3}*M{1,2}*L{1,2}*M{1,1}*L{1,1}*BJ0
H4x4=M{1,9}*L{1,9}*M{1,8}*L{1,8}*M{1,7}*L{1,7}*M{1,6}*L{1,6}*M{1,5}*L{1,5}*...
M{1,4}*L{1,4}*M{1,3}*L{1,3}*M{1,2}*L{1,2}*M{1,1}*L{1,1}; h12=H4x4(1,2);h14=H4x4(1,4);h32=H4x4(3,2);h34=H4x4(3,4);
%采用作图法，根据传递矩阵法的原理，画出Δ随Ω（轴的转速）
%变化的曲线，曲线与Δ=0 时的水平轴交点频率就为临界转速。
Drta=h12*h34-h14*h32;
% w=200:1:1600;
% plot(w,subs(Drta,w))%作图观察第一阶临界转速的变化趋势和 Drta=0 轴的交点
% xlabel('转速/rad/s','FontSize',10.5);ylabel('Δ值','FontSize',10.5);
% grid on
%*****************************************************************************
% a=subs(Drta,w)
% Drta=vpa(a)
%采用试凑法，选定一系列的w 值，代入 Drta 式子中进行计算，得到一系列的 Drta 值，当Drta 值满足一定的
%的精度时就可以认为此时的 W 值为临界转数。
for w=200:1:400
a=subs(Drta,w);
if a>=-0.01&&a<=0.001%计算精度的选取很重要，精度不能太小，否则得不到准确结果w1cor=w
break
end
end
%注意利用传递矩阵发计算转子的临界速度对 MATLAB 的计算精度有一定的要求，所以在计
%算中一定要采用双精度数，且各个计算物理量都要采用国际单位,才能得到正确的临界转数
%*****************************************************************************
{:10_250:} {:10_269:} m = np.array([
0.308, 0.308, 9.21, 0.308, 0.308, 0.308, 0.308, 0.308, 0
])w = sym.symbols('w')M = np.array([
[ 1, 0, 0, 0 ],
[ 0, 1, 1, 0 ],
[ 0, 0, 1, 0 ],
[ m*w**2, 0, 0, 1 ]
])跨库调用，有点NB
不是什么库都兼容的啊 永恒的蓝色梦想 发表于 2020-4-17 18:32
跨库调用，有点NB
不是什么库都兼容的啊
我也是想过这个问题，可是如果用Python的话，还能有别的办法去解决这个问题吗？谢谢大佬指点！ xxfholic 发表于 2020-4-17 19:39
我也是想过这个问题，可是如果用Python的话，还能有别的办法去解决这个问题吗？谢谢大佬指点！
你可倒是把题目放出来啊
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