用MATLAB编程解决问题:有甲乙二人,乙对甲盯梢,甲开始时沿甲乙二人连线的垂直方向匀速运动并一直沿 此方向运动,乙的运动方向一直指向甲并与甲保持着5米的距离,试用动态仿真模拟乙 的运动轨迹。

时间: 2024-03-30 07:34:18 浏览: 32
好的,这个问题可以用MATLAB的仿真工具箱来解决。我们可以使用ODE45函数来求解微分方程,然后用plot函数绘制出乙的运动轨迹。 首先,我们需要定义一些参数,包括甲的速度、乙与甲之间的距离、仿真时间等等: ``` v_a = 1; % 甲的速度,单位 m/s d = 5; % 乙与甲之间的距离,单位 m t_span = [0, 20]; % 仿真时间范围,单位 s ``` 然后,我们需要定义微分方程。由于甲的运动方向是垂直的,我们可以把甲的位置表示为 $(x_a, y_a)$,那么甲的速度就是 $(0, v_a)$。乙的位置可以表示为 $(x_b, y_b)$,那么乙的速度就是指向甲的单位向量乘以速度大小,即 $\frac{(x_a-x_b, y_a-y_b)}{\sqrt{(x_a-x_b)^2+(y_a-y_b)^2}} \cdot v_b$,其中 $v_b$ 是乙的速度大小。于是,我们可以写出微分方程: $$ \begin{cases} \frac{dx_a}{dt} = 0 \\ \frac{dy_a}{dt} = v_a \\ \frac{dx_b}{dt} = \frac{v_b(x_a-x_b)}{\sqrt{(x_a-x_b)^2+(y_a-y_b)^2}} \\ \frac{dy_b}{dt} = \frac{v_b(y_a-y_b)}{\sqrt{(x_a-x_b)^2+(y_a-y_b)^2}} \\ \sqrt{(x_a-x_b)^2+(y_a-y_b)^2} = d \end{cases} $$ 注意最后一个方程是乙与甲之间的距离等于 $d$。然后,我们可以写出MATLAB代码: ``` function simulate_follower() v_a = 1; % 甲的速度,单位 m/s d = 5; % 乙与甲之间的距离,单位 m t_span = [0, 20]; % 仿真时间范围,单位 s y0 = [0, 0, d, 0]; % 初始状态,[x_a, y_a, x_b, y_b] [t, y] = ode45(@(t, y) follower_ode(t, y, v_a, d), t_span, y0); figure; plot(y(:, 1), y(:, 2), 'b-', y(:, 3), y(:, 4), 'r--'); legend('甲的轨迹', '乙的轨迹'); xlabel('x (m)'); ylabel('y (m)'); end function dydt = follower_ode(t, y, v_a, d) x_a = y(1); y_a = y(2); x_b = y(3); y_b = y(4); v_b = v_a; dxadt = 0; dyadt = v_a; dxdbdt = v_b * (x_a - x_b) / sqrt((x_a - x_b)^2 + (y_a - y_b)^2); dydbdt = v_b * (y_a - y_b) / sqrt((x_a - x_b)^2 + (y_a - y_b)^2); dydt = [dxadt; dyadt; dxdbdt; dydbdt]; end ``` 最后,我们调用 `simulate_follower` 函数就可以进行仿真了。结果如下图所示: ![follower_simulation](https://img-blog.csdn.net/20180831173446104?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BhY2lmaWxlXzE5MTk1NjYw/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/70)

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