PythonとSciPyを使ってみた

MATLABの代替になることを期待してSciPyにチャレンジ。
というかPythonに初チャレンジ。

まずPython,NumPy,SciPy,matplotlibのインストーラをダウンロード、インストール。

ここを参考にEasy_installをインストール。
(ez_setup.pyをダウンロードして実行)

PythonのScriptsディレクトリ(C:\Python27\Scriptsとか)を環境変数のpathに追加。

コマンドプロンプトを開いて、必要なものをインストール。

> easy_install pip
> pip install python-dateutil
> easy_install pyparsing

これで準備完了。

試しに下のコードを実行してみた。

# -*- coding: utf-8 -*-
from pylab import *
import scipy.signal

w1=100*2*pi
w2=1000*2*pi

a1=w1+w2
a0=w1*w2

b1=w2
b0=0

Ts=0.001
t=arange(0, 100, Ts)

Ns=size(t)

u=sin(2*pi*10*t)

num=[b1,b0]
den=[1,a1,a0]

rt,y,rx=scipy.signal.lsim((num,den),u,t)

figure()
plot(t,u,'b-',label='Input')
plot(t,y,'r-',label='Output')
xlim(0,1)
ylim(-2,2)
xlabel('Time[sec]')
ylabel('Voltage[V]')
legend()
grid(True)
show()

同じ内容をMATLABで書いて比較。

w1=100*2*pi;
w2=1000*2*pi;

a1=w1+w2;
a0=w1*w2;

b1=w2;
b0=0;

Ts=0.001;
t=0:Ts:100;

Ns=length(t);

u=sin(2*pi*10*t);

num=[b1 b0];
den=[1 a1 a0];

y=lsim(tf(num,den),u,t);

figure
hold on
plot(t,u,'b-')
plot(t,y,'r-')
xlim([0 1])
ylim([-2 2])
xlabel('Time[sec]')
ylabel('Voltage[V]')
legend('Input','Output')
grid on

MATLABの方が実行速いんだけど…