用matlab实现最小平展面积模型: 设滑翔伞伞翼面积为S,人的重量为W,滑翔伞伞头重量为F,起飞高度为H,安全飞行速度为V,安全降落速度为U,空气密度为ρ,阻力系数为Cd,滑翔伞下降速度为v。则有: W + F = 4.0kg - 4.2kg (伞头重量要求) v = U = 4m/s - 7m/s (安全降落速度要求) v = SCdρV^2 / (2(W+F+SCdρV^2/2)) (下降速度公式) S = 2(W+F)v / (Cdρ*V^2) (滑翔伞伞翼最小平展面积公式),利用建立的matlab的模型,写出平均风状态下操纵滑翔伞从高空竖直落下、从高空滑翔降落到距竖直点L米处的运动过程和操纵策略的代码,同时通过模型的模拟展示滑翔伞的运动过程代码。

时间: 2024-03-22 13:39:16 浏览: 29
以下是实现平均风状态下操纵滑翔伞从高空竖直落下、从高空滑翔降落到距竖直点 L 米处的运动过程和操纵策略的 MATLAB 代码: ``` % 定义变量 W = 4.2; % kg F = 0.2; % kg H = 1000; % m V = 7; % m/s U = 4; % m/s rho = 1.225; % kg/m^3 Cd = 1.2; % 无量纲 L = 500; % m tspan = [0,1000]; % 时间范围 % 求解最小平展面积 S fun = @(S)2*(W+F)*sqrt((W+F)/(2*rho*S*Cd))/(Cd*rho*V^2); S0 = 1; % 初始值 S_min = fminsearch(fun,S0); % 模拟滑翔伞运动过程 options = odeset('Events',@event_func); [t,y,te,ye,ie] = ode45(@ode_func,tspan,[H,0],options); % ode45 求解微分方程 x = y(:,1).*tan(y(:,2)); % 水平位置 v = y(:,3); % 速度 a = y(:,4); % 加速度 % 绘制滑翔伞的运动轨迹 figure plot(x,y(:,1)) xlabel('距竖直点的距离(m)') ylabel('高度(m)') title('滑翔伞的运动轨迹') % 定义微分方程组和事件函数 function dydt = ode_func(t,y) H = y(1); theta = y(2); v = y(3); g = 9.8; rho = 1.225; Cd = 1.2; S = 2*(4.2-0.2)*v/(Cd*rho*7^2); F = 0.2; W = 4.2; dydt = zeros(4,1); dydt(1) = -v*sin(theta); dydt(2) = (v*cos(theta)-7)/H; dydt(3) = -Cd*rho*S*v^2/(2*(W+F+Cd*rho*S*v^2/2)) - g*sin(theta); dydt(4) = -Cd*rho*S*v^2*cos(theta)/(W+F+Cd*rho*S*v^2/2) + g*cos(theta)/H; end function [value,isterminal,direction] = event_func(t,y) L = 500; value = y(1) - L; isterminal = 1; direction = -1; end % 操纵策略 for i=1:length(t) if t(i) < te if v(i) > U theta = atan((v(i)^2-U^2)/(2*g*H)); elseif v(i) < U theta = atan((v(i)^2-U^2)/(2*g*H)) + pi/2; else theta = pi/4; end else theta = 0; end y(i,2) = theta; end ``` 在这个代码中,我们使用了 MATLAB 的 fminsearch 函数来求解最小平展面积 S,使用了 ode45 函数来模拟滑翔伞的运动过程,使用了 event_func 函数来检测滑翔伞到达距竖直点 L 米处的事件,使用了 if/else 语句来实现操纵策略。最后,我们绘制了滑翔伞的运动轨迹。需要注意的是,由于在平均风状态下,我们无法精确地预测风向和风速,因此这个模型的结果可能不太准确,仅供参考。

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