已知初始发射参数,通过设计运载火箭各阶段的弹道程序俯仰角、偏航角等控制变量,将有效载荷准确送入预定轨道,并给出弹道曲线以及各状态变量随时间的变化曲线 据以上条件给出一段matlab程序

时间: 2024-03-11 18:47:27 浏览: 15
以下是一段MATLAB代码,用于模拟火箭发射过程,包括控制变量和状态变量的计算和可视化展示。注意,这只是一个简单的示例,实际上需要更多的参数和控制变量来实现准确的轨道设计和控制。 ```matlab % 初始化参数 m0 = 10000; % 火箭质量 mf = 5000; % 燃料质量 T = 100000; % 引擎推力 g = 9.81; % 重力加速度 Cd = 0.1; % 空气阻力系数 A = 10; % 火箭横截面积 h0 = 0; % 初始高度 v0 = 0; % 初始速度 theta0 = pi/4; % 初始俯仰角 phi0 = 0; % 初始偏航角 % 计算参数 m = m0 + mf; % 火箭初始总质量 vex = T/mf; % 燃料比冲 dt = 0.1; % 时间步长 t = 0:dt:1000; % 时间数组 % 初始化状态变量 h = zeros(size(t)); % 高度 v = zeros(size(t)); % 速度 theta = zeros(size(t)); % 俯仰角 phi = zeros(size(t)); % 偏航角 a = zeros(size(t)); % 加速度 M = zeros(size(t)); % 火箭质量 D = zeros(size(t)); % 空气阻力 % 初始状态 h(1) = h0; v(1) = v0; theta(1) = theta0; phi(1) = phi0; a(1) = T/m - g - 0.5*Cd*A/m*v(1)^2; M(1) = m0 + mf; D(1) = Cd*A*0.5*rho(h(1))*v(1)^2; % 迭代计算状态变量 for i = 2:length(t) % 计算控制变量 if h(i-1) < 5000 theta(i) = theta0; phi(i) = phi0; elseif h(i-1) < 10000 theta(i) = theta0 - 0.1*(h(i-1)-5000)/5000; phi(i) = phi0 + 0.1*(h(i-1)-5000)/5000; else theta(i) = 0; phi(i) = pi/4; end % 计算状态变量 M(i) = m0 + mf*exp(-vex/g*(t(i)-t(1))); D(i) = Cd*A*0.5*rho(h(i-1))*v(i-1)^2; a(i) = T/M(i) - g - D(i)/M(i); v(i) = v(i-1) + a(i)*dt; h(i) = h(i-1) + v(i)*dt; % 检查是否燃料用尽 if M(i) < m0 mf = 0; vex = 0; T = 0; end end % 绘制弹道曲线和状态变量随时间的变化曲线 figure subplot(2,2,1) plot(t,h) xlabel('时间(秒)') ylabel('高度(米)') title('火箭高度随时间的变化') subplot(2,2,2) plot(t,v) xlabel('时间(秒)') ylabel('速度(米/秒)') title('火箭速度随时间的变化') subplot(2,2,3) plot(t,theta) xlabel('时间(秒)') ylabel('俯仰角(弧度)') title('火箭俯仰角随时间的变化') subplot(2,2,4) plot(t,phi) xlabel('时间(秒)') ylabel('偏航角(弧度)') title('火箭偏航角随时间的变化') ``` 需要注意的是,这段代码中的控制变量仅仅是一个示例,实际上需要更加精细的控制算法来实现准确的轨道设计和控制。

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