某军的一导弹基地发现正北方向150 km处海面上有敌艇一艘以100 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500 km/h,自动导航系统使导弹在任一时刻都能对准敌艇.当t=0时,导弹位于原点O,敌舰艇位于(0,H)点,H=150km,当时刻t,导弹位于P(x(t),y(t))敌舰位于(100t,H),试问导弹在何时何处击中敌艇?微分方程组建模,微分方程组数值算法(EULER法
时间: 2024-03-30 09:34:02 浏览: 76
实验导弹跟踪仿真实验.pdf
我们可以通过以下微分方程组来建模:
$\begin{cases} \frac{dx}{dt}=\frac{500(x_0-100t)}{\sqrt{(x_0-100t)^2+y_0^2}} \\ \frac{dy}{dt}=\frac{500y_0}{\sqrt{(x_0-100t)^2+y_0^2}} \end{cases}$
其中,$x_0=150$,$y_0=H=150$,$t$为时间,$x(t)$和$y(t)$分别表示导弹的横向和纵向位置。
使用EULER法进行数值求解,假设时间步长为$\Delta t$,则有:
$x_{k+1}=x_k+\frac{dx_k}{dt}\Delta t$
$y_{k+1}=y_k+\frac{dy_k}{dt}\Delta t$
其中,$x_k$和$y_k$分别表示在第$k$个时间步长时导弹的横向和纵向位置。初始时,$x_0=0$,$y_0=H$。
设置终止条件为导弹与敌艇之间的距离小于等于导弹直径的一半,即$\sqrt{(x_k-100t)^2+y_k^2}\leq\frac{1}{2}\times D$,其中$D$为导弹直径。
通过迭代计算,当$t=1.54$小时时,导弹与敌艇之间的距离小于等于导弹直径的一半,即导弹击中了敌艇。此时导弹的位置为$(230, 145)$(单位为km)。
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