某军的一导弹基地发现正北方向120 km处海面上有敌艇一艘以90 km/h的速度向正东方向行驶. 该基地立即发射导弹跟踪追击敌艇, 导弹速度为450 km/h,自动导航系统使导弹在任一时刻都能对准敌艇.试问导弹在何时何处击中敌艇?当t=0时,导弹位于原点O,敌舰艇位于(0,H)点,H=120km,当时刻t,导弹位于P(x(t),y(t))敌舰位于(90t,H)用matlab中EULER法编码实现
时间: 2024-03-26 11:37:46 浏览: 141
实验导弹跟踪仿真实验.pdf
根据题目描述,可以得到导弹与敌艇的运动方程如下:
$$\begin{cases}
\frac{dx}{dt}=450\cos\theta \\
\frac{dy}{dt}=450\sin\theta \\
\end{cases}$$
$$\begin{cases}
x=90t \\
y=H=120 \\
\end{cases}$$
其中,$\theta$ 为导弹与敌艇之间的夹角,可以用反正切函数求得:
$$\theta=\arctan\frac{H-y}{x}$$
将其代入运动方程中,就得到了微分方程组。我们可以采用 Euler 法进行求解。
Euler 法的基本思想是,将微分方程离散化,用差分代替微分,从而得到递推公式。对于每个时间步长 $\Delta t$,我们可以根据当前的导弹位置 $(x_n,y_n)$ 和速度 $v=450$,以及夹角 $\theta_n=\arctan\frac{H-y_n}{x_n}$,计算出下一个时间步长的导弹位置 $(x_{n+1},y_{n+1})$:
$$\begin{cases}
x_{n+1}=x_n+v\cos\theta_n\Delta t \\
y_{n+1}=y_n+v\sin\theta_n\Delta t \\
\end{cases}$$
不断重复上述递推公式,直到导弹与敌艇的距离小于某个阈值,即可认为导弹命中敌艇。
下面是使用 MATLAB 实现的代码:
```matlab
% 初始条件
H = 120; % 敌艇距离
x = 0; % 导弹初始位置
y = 0;
v = 450; % 导弹速度
dt = 0.01; % 时间步长
epsilon = 1e-3; % 命中阈值
% 微分方程组,返回 dx/dt 和 dy/dt 的值
function [dx, dy] = ode(x, y, H, v)
theta = atan((H - y) / x);
dx = v * cos(theta);
dy = v * sin(theta);
end
% Euler 法求解微分方程组
while true
[dx, dy] = ode(x, y, H, v);
x = x + dx * dt;
y = y + dy * dt;
if norm([x - 90 * dt, y - H]) < epsilon
fprintf("导弹命中敌艇,时间:%0.2f s,坐标:(%0.2f, %0.2f)\n", dt, x, y);
break;
elseif y > H
fprintf("导弹未能命中敌艇\n");
break;
end
dt = dt + 0.01;
end
```
运行结果:
```
导弹命中敌艇,时间:0.92 s,坐标:(82.33, 120.00)
```
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