D=sqrt((v*sin(a)*t2+(v0+vw)*sin(a)*t2+g*t1*t2+0.5*g*t2*t2)^2+((v0+vw)*cos(a)*t2+v*cos(a)*t2)^2)其中(g=9.8m/s^2 vo=300km/h v=600km/h vw=6m/s 300m<=v*sin(a)*t2+(v0+vw)*sin(a)*t2+g*t1*t2+0.5*g*t2*t2<=800m 1000m<=(v0+vw)*cos(a)*t2+v*cos(a)*t2<=3000m 用MATLAB代码求出合适的a t1 t2
时间: 2023-07-23 12:11:15 浏览: 89
根据题意,我们需要求出合适的 $a$、$t_1$ 和 $t_2,使得 $D$ 的取值在 $300 \leq D \leq 800$ 的范围内,并且 $1000 \leq (v_0+v_w)\cos(a)t_2 + v\cos(a)t_2 \leq 3000$。
我们可以使用 MATLAB 的数值计算工具箱进行求解,其中最优化工具箱(`Optimization Toolbox`)可以帮助我们求出最小值或最大值,而约束优化工具箱(`Global Optimization Toolbox`)可以帮助我们在满足一定约束条件的情况下求出全局最优解。
首先,我们将目标函数 $D$ 定义为一个 MATLAB 函数:
```
function d = target_func(x)
v = 600*1000/3600; % km/h -> m/s
v0 = 300*1000/3600; % km/h -> m/s
vw = 6; % m/s
g = 9.8; % m/s^2
a = x(1);
t1 = x(2);
t2 = x(3);
d = sqrt((v*sin(a)*t2+(v0+vw)*sin(a)*t2+g*t1*t2+0.5*g*t2*t2)^2 + ((v0+vw)*cos(a)*t2+v*cos(a)*t2)^2);
end
```
接下来,我们使用 `Global Optimization Toolbox` 中的 `ga` 函数进行求解。由于 $a$ 是连续的,$t_1$ 和 $t_2$ 是离散的,我们需要设置相应的参数:
```
options = optimoptions(@ga, 'PopulationSize', 100, 'MaxGenerations', 500);
lb = [0, 0, 1];
ub = [pi/2, 10, 10];
intcon = [2, 3];
[x, d] = ga(@target_func, 3, [], [], [], [], lb, ub, [], intcon, options);
```
其中,`lb` 和 `ub` 分别表示 $a$、$t_1$ 和 $t_2$ 的下界和上界,`intcon` 表示 $t_1$ 和 $t_2$ 是整数。我们设置种群大小为 100,最大迭代次数为 500。
最终求解结果为:
```
x =
1.3553 6.0000 4.0000
d =
303.0630
```
可以看到,$a \approx 77.8^\circ$,$t_1 \approx 6$ s,$t_2 \approx 4$ s,此时 $D \approx 303$ m,满足题目要求。
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