已知航天器基于对偶四元数的姿轨耦合方程,已知航天器轨道六要素、质量、转动惯量、惯性系下的位置、姿态四元数、速度、角速度,运用matlab编写代码,求解随着时间变化,姿态部分、对偶部分、姿态角、姿态角速度的变化图像
时间: 2023-10-20 07:14:57 浏览: 80
以下是基于对偶四元数的姿轨耦合方程的matlab代码示例。请注意,这只是一个示例,您需要根据自己的具体情况进行修改和调整。
```matlab
% 定义常数
mu = 3.986004418e14; % 地球引力常数
J = [100 0 0; 0 200 0; 0 0 300]; % 转动惯量
m = 1000; % 质量
% 初始化变量
tspan = [0 3600]; % 积分时间范围
y0 = [7000e3 0 0 0 0 0, 1 0 0 0]; % 初始状态:轨道高度为7000km,速度为0
options = odeset('RelTol', 1e-8, 'AbsTol', 1e-8); % 设置积分器选项
% 定义姿轨耦合方程
dydt = @(t, y) [y(2);
-mu*y(1)/norm(y(1:3))^3;
y(4);
-mu*y(3)/norm(y(1:3))^3;
y(6);
0;
0.5*(y(8)*y(10)-y(7)*y(9));
0.5*(y(7)*y(10)+y(8)*y(9));
0.5*(y(7)*y(9)-y(8)*y(10));
inv(J)*(cross(-J*y(7:9)', y(7:9)')'+[0 0 0]'-cross(y(7:9)', J*y(7:9)')'+[0 0 0]'-[0 0 m*norm(y(1:3))^2]'.*y(7:9)')];
% 求解方程并绘制图像
[t, y] = ode45(dydt, tspan, y0, options);
figure;
subplot(2,2,1);
plot(t, y(:,7), t, y(:,8), t, y(:,9));
xlabel('Time(s)');
ylabel('Quaternion');
legend('q1','q2','q3');
title('Quaternion vs. Time');
subplot(2,2,2);
phi = zeros(length(t), 1);
theta = zeros(length(t), 1);
psi = zeros(length(t), 1);
for i = 1:length(t)
q = y(i,7:10)';
phi(i) = atan2(2*(q(4)*q(1)+q(2)*q(3)), 1-2*(q(1)^2+q(2)^2));
theta(i) = asin(2*(q(4)*q(2)-q(3)*q(1)));
psi(i) = atan2(2*(q(4)*q(3)+q(1)*q(2)), 1-2*(q(2)^2+q(3)^2));
end
plot(t, phi*180/pi, t, theta*180/pi, t, psi*180/pi);
xlabel('Time(s)');
ylabel('Euler Angle(degree)');
legend('\phi','\theta','\psi');
title('Euler Angle vs. Time');
subplot(2,2,3);
plot(t, y(:,11), t, y(:,12), t, y(:,13));
xlabel('Time(s)');
ylabel('Angular Velocity(rad/s)');
legend('p','q','r');
title('Angular Velocity vs. Time');
subplot(2,2,4);
plot(t, y(:,14), t, y(:,15), t, y(:,16));
xlabel('Time(s)');
ylabel('Dual Quaternion');
legend('q1*','q2*','q3*');
title('Dual Quaternion vs. Time');
```
这段代码将绘制四张图像,分别是:
1. 姿态四元数随时间的变化
2. Euler角随时间的变化
3. 角速度随时间的变化
4. 对偶四元数随时间的变化
您可以根据需要进行修改和调整。
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