1、樣本模版僅供參考仿真平臺與工具應用實踐<導彈速度矢量模擬> 設 計 報 告院 系： 專業班級： 姓 名： 學 號： 指導老師： 2012-6-30一、 設計目的隨著科學技術的發展，我們的學習免不了需要進行大量的模擬、計算等操作，從而實現一些實際的目的。MATALB工具便為我們提供了這樣一個環境，來進行各種計算，省去了很多計算煩惱。M AT L A B是一個可視化的計算程序，被廣泛地使用于從個人計算機到超級計算機范圍內的各種計算機上。作為一名計算機專業的大學生，更需要掌握使用MATLAB的本領。本次工程實訓我選擇了導彈速度矢量的模擬。我認為通過對這種具有實際性問題的分析，一方面能提高

2、自己對MATLAB學習的興趣；另一方面，也能促進自己對它的編程掌握能力。此外，MATLAB還具有很多計算功能，如在對線性代數中較難方程的求解、矩陣的計算等起到了較大的作用。二、 設計內容本實驗題目為導彈速度矢量的模擬，具體題目內容如下：假設導彈沿x方向的速度為vx=2，沿y方向的速度為vy=3，且在水平方向上為勻速運動，沿x方向為勻加速運動，初速度為vz=10，加速度為a=-32，初始位置在（0，0，0），用矢量圖畫出導彈在空中的速度矢量，如圖所示。三、 設計思路1) 建立相應模型根據上述數據，可建立相應的數學模型,并對其在水平方向和豎直方向做相應的受力分析。在水平方向上，沿X軸的運動速度為2

3、，沿Y軸的運動方向為3；且在水平方向不存在加速度。豎直方向上，初始狀態有一豎直朝上方向的速度，和一豎直向下的加速度。因此在沿該方向將做一勻減速運動，當速度減為0時，將開始做向下的勻加速運動。Z=0z=hmax,v=0Z=-10z=hmax,v=0Vz=-10過程一：勻減速運動過程二：勻加速運動豎直方向運動情況分析根據上述題目所給出的數據和樣圖，可大致確定出時間t的取值范圍，計算方法根據常用的物理公式進行：v=at(1) 2ax=v2 (2)h=0.5*at2(3)T=t1+t2(4)綜（1）（4）可得t=1.16約等于1.2因此t的取值可規定在01.2之間，并且每隔0.1計算一次值。2) 設計

4、算法本實驗要求在三位坐標系中畫出相應的速度矢量圖，那么可設計如下算法：a) 建立相應理變元，并對變元賦值b) 對賦值的變元進行初步計算，得到所需要的中間數據（如位置矢量，速度等）c) 建立三維坐標系中沿X,Y,Z三個方向的梯度函數，并新建立3個變元，將梯度函數的值賦予各個相應的變量。d) 建立三維方向箭頭圖，輸入函數所需的參量。e) 標明坐標軸。f) 根據做出的三圍圖像轉換視角，直到符合樣圖視角為止。（也可以使用視角函數view(a b )其中a為方位角，b為觀察者與XY平面的夾角）g) 轉換為正方坐標系。3) 設計流程圖Startx=vx*tu=gradient(x)z=vz*t+0.5*a

5、*t.2y=vy*tvx=2vy=3vz=10T=0:0.1:1.2輸出三維拋物線圖形a=-32scale=0v=gradient(y)w=gradient(z)繪制箭頭矢量圖函數quiver3(x,y,z,u,v,w,scale)轉換視角函數View(a b)set(gca,'xlim',04,'ylim',0 3,'zlim',-10,2)產生正方坐標系End4) 操作方法簡介本實驗操作方法簡答，編寫好相應程序后，保存為m文件，在MATLAB中運行即可。若需要改變相應數據，可打開m文件進行修改，或是直接在MATLAB命令窗口中輸入相應修改數據

6、變元的命令。四、 結果與分析通過對代碼的書寫，最終運行程序便能夠得到如圖所示的結果.。圖像說明，導彈打出后，將做拋物線運動。到達最高點后便會下落，此后一直以拋物線形式不斷下落。五、 體會本次實驗讓我充分體驗到了MATLAB這一數學工具的神奇之處，它不僅能夠進行大量的計算還能夠完成各種人工無法完成的電學模擬、數字模擬等。這種工具不僅在我們的學習生活中起到了很大幫助，也在研究各種復雜的工程項目時，起到了很好的助力作用。MATLAB繪圖功能更是一個對學習非常有幫助的功能，它不僅將枯燥的公式、函數過程簡化成為了簡單明了的圖形、圖像，還能夠對圖形做以分析、解釋。我想，學好這門工具，不僅是對自己的專業能力

7、的提升，更是對自己興趣的培養和延伸。六、 參考資料MATLAB教程MATLAB程序設計語言七、 附件(源程序)t=0:0.1:1.2; %根據導彈速度確定時間大致的范圍vx=2; %導彈沿x軸方向的分速度vy=3; %導彈沿x軸方向的分速度vz=10; %導彈沿x軸方向的分速度a=-32; %導彈沿z軸的加速度x=vx*t; %導彈沿x軸的位移矢量y=vy*t; %導彈沿x軸的位移矢量z=vz*t+0.5*a*t.2; %導彈沿x軸的位移矢量u=gradient(x); %繪制關于x的梯度場v=gradient(y); %繪制關于y的梯度場w=gradient(z); %繪制關于z的梯度場scale=0; %參數scale為標量，表示擴展箭頭大小比例因子quiver3(x,y,z,u,v,w,scale); %繪制三圍方向箭頭圖set(gca,'xlim',0 4,'ylim',0 3,'zlim',-10,2);%改變各個軸的坐標范圍xlabel('X'); %在x軸上注明X軸ylabel('Y'); %在y軸上注明Y軸zlabel(&#