基于Matlab和地球高程数据的三维可视化弹道仿真
三维比例导引弹道的可视化仿真研究

第30卷 第4期2010年8月弹 箭 与 制 导 学 报Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and GuidanceVol.30 No.4Aug 2010 三维比例导引弹道的可视化仿真研究*苏跃斌,辛长范,郭本亮,魏胜桃(中北大学机电工程学院,太原 030051)摘 要:为弥补二维平面内弹道仿真的缺陷,体现三维仿真多视角动态演示的优越性。
以比例导引法为例对弹道进行仿真,在MATLAB/Simulink环境下建立三维弹道的仿真模型,采用虚拟现实建模语言VRML(vir-tual-reality modeling language)建立三维虚拟场景,并通过Simulink接口将仿真模型导入,实现了对三维导引弹道的可视化仿真,形象地演示了导弹从发射到击中目标的整个过程,并且目标的运动轨迹可以实时控制,可以从不同角度观察导弹的飞行状态,更好的实现了对导引规律的仿真。
关键词:导引弹道;比例导引法;仿真模型;虚拟场景;可视化中图分类号:TJ765.3;V241.622 文献标志码:AResearch on Visualization Simulation of Three-dimensionalProportional Guidance TrajectorySU Yuebin,XIN Changfan,GUO Benliang,WEI Shengtao(School of Mechatronics Engineering,North University of China,Taiyuan 030051,China)Abstract:In order to counteract the defect of two-dimensional simulation and embody the advantage of three-dimensional simulation,taking the proportional guidance law as an example,the three-dimensional simulation model was established based on MATLAB/Simulink,the virtual-reality modeling language(VRML)was applied to establish the three-dimensional visual scene and with theSimulink to get the result of guidance equations.The whole flight process form different angles was demonstrated,and the guid-ance law can be completed much better.Keywords:guidance trajectory;proportional guidance law;simulation model;virtual scene;visualization0 引言比例导引法是自导引制导规律中最重要的一种制导规律,它是追踪法、前置点法、平行接近法制导规律的综合描述。
导弹拦截制导的建模与仿真matlab-概述说明以及解释

导弹拦截制导的建模与仿真matlab-概述说明以及解释1.引言1.1 概述导弹拦截制导技术作为现代军事领域中的重要一环,对于保障国家安全和维护世界和平具有重要意义。
随着科技的不断发展和武器系统的日益进步,导弹拦截制导技术也不断得到改进和完善。
本文旨在通过使用MATLAB进行建模与仿真,对导弹拦截制导系统进行研究。
通过建模与仿真,可以模拟真实环境中导弹与目标之间的相互作用,以及制导系统的性能表现。
这种方法可以更好地理解导弹拦截制导的原理和机制,为相关研究提供有效的工具和方法。
本文的结构如下:首先,我们将概述导弹拦截制导技术的基本原理和应用领域。
其次,我们将介绍导弹拦截制导的建模方法,包括数学建模和计算机仿真技术。
然后,我们将总结现有的研究成果,并展望未来导弹拦截制导技术的发展方向。
我们相信,通过对导弹拦截制导系统的建模与仿真研究,可以更好地提高导弹拦截效果,保护国家安全。
通过本文的阐述,我们希望读者能够对导弹拦截制导技术有一个全面的了解,并了解到利用MATLAB进行建模与仿真的重要性。
同时,我们也希望通过本文的研究成果,能够为相关领域的科研人员提供一定的参考和借鉴。
最终,我们期待本文的研究成果能够推动导弹拦截制导技术的进一步发展,为维护世界和平做出更大的贡献。
文章结构部分是用来介绍整篇文章的框架和组织方式,可以包括章节标题及其内容简介。
对于本篇文章的结构,可以编写如下内容:1.2 文章结构本文的结构按照以下几个部分来组织和呈现:第一部分为引言。
在引言部分,首先对导弹拦截制导的背景和重要性进行简要说明,然后介绍文章的研究目的,即针对导弹拦截制导问题进行建模与仿真。
最后,概述了本文的整体结构和各个部分的内容安排。
第二部分是正文部分。
在正文部分,首先对导弹拦截制导的概述进行详细介绍,包括导弹拦截制导的基本原理、目标追踪与识别方法以及导弹拦截制导中常用的技术和算法等。
接着,介绍了导弹拦截制导的建模方法,具体包括建立导弹、目标和拦截器的数学模型,以及制导控制算法的设计和仿真等。
基于MATLAB的新型拦截射网三维外弹道仿真分析

基于MATLAB的新型拦截射网三维外弹道仿真分析摘要:提出了一种基于新型拦截射网的超近程主动防御技术。
为论证该拦截射网的拦截效能,在已有二维弹道的研究基础上,开展三维外弹道仿真分析。
明确不同初始发射参数对拦截射网空中展开成型的影响,将拦截射网简化为8枚牵引弹,对应为8个质点展开分析,建立三维状态下的质心运动方程,利用MATLAB 编程进行弹道轨迹仿真,发现在不同特征参数下,拦截射网能够实现对来袭弹体的有效拦截。
关键词:拦截射网;三维外弹道;仿真分析;MATLAB随着科技的高速发展和信息化水平的逐步提高,战争形态已经发生了深刻变化。
巡航导弹、精确制导导弹以及各式灵巧弹药纷纷研发或列装,对目标的打击毁伤呈现出定位更准、速度更快、侵彻更深以及破坏更强的发展趋势。
而当前传统的土木工程防护多以被动防护为主,手段单一,防护能力相对较低。
基于当前现状,提出了一种基于柔性网[1]的新型拦截射网。
柔性网这一概念最早是在Furoshiki的卫星任务中,由Nakasuka以及Funase等[2-3]提出,用于对空间碎片和废弃卫星等在内空间非合作目标捕获。
此后国内外均对其进行了大量探究。
国外主要研究空间飞网的动力学特征和对其在外太空抓捕非合作目标时进行仿真和建模[4-5]。
国内则从空间飞网的网型优化、内力分布、绳网位置与形状、牵拉模式以及飞网发射器优化等[6-9]多方面系统分析了空间飞网在外太空捕获非合作目标时的各项参数性能。
由于柔性飞网技术具有展开面积大、质量轻、经济性好、容错率高等诸多优点,逐渐被用在了导弹拦截[10-14]以及弹道分析[15-16]等方面。
其中,王德荣等人[15]采用MATLAB/Simulink对射网的外弹道方程进行仿真分析,搭建了射网飞行的质点外弹道仿真模型,并把仿真结果与理论分析结果进行对比,验证了拦截射网的有效性。
通过梳理上述现状可知,柔性网技术在捕获太空非合作目标方面[2-5,17]已经进行了广泛的应用,而在超近程主动拦截领域仍处于理论和概念化阶段,且针对当前拦截手段开展的弹道分析多为二维层面,局限性较大。
1.应用MATLAB进行地理三维地貌可视化和地形分析

第17卷 增刊2 广西工学院学报 V ol117 Sup2 2006年12月 JOU RNAL O F GUAN GX IUN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY D ec12006文章编号 100426410(2006)S220017203应用M AT LAB进行地理三维地貌可视化和地形分析唐咸远(广西工学院土建系,广西柳州 545006)摘 要:从M A TLAB软件强大的功能入手,讨论了M A TLAB中进行地理三维地貌可视化和地形分析的方法,并展望其在工程中良好的应用前景。
关 键 词:M A TLAB;三维地貌可视化;地形分析0 引言M A TLAB的含义是矩阵实验室(M A TR I X LABORA TOR Y)[1],自其问世以来,就以数值计算称雄。
其计算的基本单位是复数数组(或称阵列),使得该软件具有高度“向量化”。
经过十几年的完善和扩充, M A TLAB现已发展成为线性代数课程的标准工具。
由于它不需定义数组的维数,并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数,使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时,显得简捷、高效、方便,这是其它高级语言所不能比拟的。
在地理信息系统(G IS)中,地形的三维可视化通常是利用数字高程模型(D E M)来完成的,而D E M最常用表示方法为规则格网,它是将区域空间切分为规则的格网单元,每个格网单元对应一个数值,即高程值。
数学上可以表示为一个矩阵,在计算机实现中则是一个二维数组。
可见利用M A TLAB处理D E M数据,完成地形的三维可视化分析是切实可行的。
1 M AT LAB软件及其功能M A TLAB产品家族是美国M ath W o rk s公司开发的用于概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现的理想的集成环境,已广泛地应用在航空航天,金融财务,机械化工,电信,教育等各个行业。
该软件的主要特点包括:1)有高性能数值计算的高级算法,特别适合矩阵代数领域;2)有大量事先定义的数学函数,并且有很强的用户自定义函数的能力;3)有强大的绘图功能以及具有教育、科学和艺术学的图解和可视化的二维、三维图;4)基于H TM L完整的帮助功能;5)适合个人应用的强有力的面向矩阵(向量)的高级程序设计语言;6)与其它语言编写的程序结合和输入输出格式化数据的能力;7)有在多个应用领域解决难题的工具箱。
基于Matlab虚拟现实3D动画显示模块的卫星地面仿真系统

液 晶 与 显 示
Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays
文 章 编 号 :1007-2780(2011)05-0688-05
Vol.26,No.5 Oct.,2011
基于 Matlab虚拟现实3D 动画显示模块的 卫星地面仿真系统
q = 12Ω(ωBN)·q
(2)
从式(1)、(2)可 以 看 出,模 型 是 一 个 非 常 复 杂的 非 线 性 微 分 方 程,如 进 行 VC+ + 编 程 难 度
Satellite Ground Simulation System Based on Virtue Reality 3D Display Model of Matlab
DAI Lu,JIN Guang,XU Wei,GU Shong
(Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033,China,E-mail:zjdailu@yahoo.com.cn)
TSC695
CAN
卫星在轨状态实时 动画显示计算机
姿态控制计算机
测控数传计算机
热控电源计算机
UDP
载荷计算机
虚拟环境及姿 态信息计算机
图 1 地 面 仿 真 系 统 结 构 图 Fig.1 Structure of the ground simulation system
实时仿真信息产生及发送系统的功能是为地 面仿真系统提供一个尽量贴近真实情况的仿真环 境。以往,这种环 境 信 息 都 由 一 台 计 算 机 搭 配 专 门编写的仿真软件进行仿真。这种做法有明显的 缺 点 ,就 是 针 对 性 太 强 ,系 统 不 具 备 快 速 修 改 调 整 的能力;并 且 这 种 专 门 的 软 件 一 般 采 用 VC+ + 进 行 编 写 ,软 件 规 模 很 大 ,实 现 过 程 非 常 复 杂 。 针 对上 述 缺 点,仿 真 系 统 拟 采 用 基 于 Matlab real time windows target模 块 的 仿 真 环 境 。 这 种 模 块 有以下优点:
基于Matlab绘制三维地质图形

视觉效果,除了等值线图形、表面图形之外,三维立体图形 也是一种必要的显示方式。
三维数据经过网格化后,形成了规则的网格文件,即每
个网格点上都有一个深度值,如图 2 所示,前三行是说明数 据,从第四行起是网格节点上的深度值,每行的数据个数就
for i = 1 : length (xArray) zMeshTop (j, i) = depthArray (1, j, i) ; zMeshBottom (j, i) = depthArray (zNum, j, i) ; end end % 绘上面和下面 Handle = mesh (xMesh, yMesh, zMeshTop, zMeshTop) ; set ( Handle, 'FaceColor','interp','EdgeColor','none','Dif- fuseStrength',.8) ; hold on Handle = mesh (xMesh, yMesh, zMeshBottom, zMeshBot- tom) ; set ( Handle, 'FaceColor','interp','EdgeColor','none','Dif- fuseStrength',.8) ; % 绘 XZ 面 (左右面) xMesh = nan (length (zArray) , length (xArray)) ; zMeshLeft = nan (length (zArray) , length (xArray)) ; zMeshRight = nan (length (zArray) , length (xArray)) ; yMeshLeft = nan (length (zArray) , length (xArray)) ; yMeshRight = nan (length (zArray) , length (xArray)) ; for i = 1 : length (xArray) xMesh (:, i) = xArray (i) ; end yMeshLeft (:, :) = yArray (1) ; yMeshRight (:, :) = yArray (yNum) ; for k = 1 : length (zArray) for i = 1 : length (xArray) zMeshLeft (k, i) = depthArray (k, 1, i) ; zMeshRight (k, i) = depthArray (k, yNum, i) ; end end % 绘左面和右面 (剖面) hold on Handle = mesh ( xMesh, yMeshLeft, zMeshLeft, zMesh- Left) ; set ( Handle, 'FaceColor','interp','EdgeColor','none','Dif- fuseStrength',.8) ; hold on Handle = mesh ( xMesh, yMeshRight, zMeshRight, zMeshRight) ; set ( Handle, 'FaceColor','interp','EdgeColor','none','Dif- fuseStrength',.8) ; % 绘 YZ 面 (前后面) yMesh = nan (length (zArray) , length (yArray)) ;
基于Matlab/Simulink的火箭深弹水中弹道可视化仿真

爹 c o s
d£
㈩
=z0O , s c : i0 sn
t
积分初始条件取为空中弹道落点 C的弹道诸元 : £ c , cY y , C0 。 =t 时 = , c =X , = 上式是深弹在水 中任意时刻 的运动方程 ,随着 深弹在水 中的运动 , 角一直在改变 , 0 最后趋 于 9  ̄ 0, 所 以在一定时刻后 , 火箭深弹垂直 向下运动。当深弹 正面阻力与浮力 之和等于重力时 ,深弹 以一定 的速 度匀速下沉 , 此时的速度称为极限下沉速度 。 极限 速度可用下面公式计算
、
3 6 3 6 3 7 3 7 3 8 3 8 3 9 40 , 5 4O 1 4 5 40 45 40
1 2 13 3 514 3 51 5 3 5 3 0 16 3 0 35 3 013 3 01 4 3 015 I 6 3 517
距离 ( m)
距 离( ) m
关 键 词 : 箭 深 弹 ; db S lk 弹 道 仿 真 火 Ma a/i i ; mun 中图 分 类 号 :J ; P 9 . T 6 T 3 19 文 献 标识 码 : A 文 章 编 号 :6 2 5 5 2 1 0 — 0 3 0 1 7 — 4 X( 0 2)7 0 3 — 3
不同的射角人水后 , 在水中垂直段的射角均变为 9 。 0;
航 天大学 出版社 。0 9 20 .
Ba e nt e Ma lb/ muik Ro k t p h Ch r e Un e wa e s d o h t a Si l c e n De t a g d r t r
l ・ 6 以某 火箭 深弹 为例 ,初始射 角分别 为 4 。和 5 15 ・ 1o 行 弹道仿 真 和分 析 。 2进 曼1 . 3 31 速度 变 化规 律 . 火 箭 深 弹 以一 定 的初 速 和射 角 到 达水 面 ,进入 水 中, 深弹首先作减速运动 , 然后进人极限下潜段。 以某火箭深弹为例 , 以两种不 同的初始射角 , 经过仿 真 系统 得 到 的速 度变 化 图如 图 2所 示 。
MATLAB图形及三维动画仿真设计

[X,Y]=meshgrid(x,y);
p=sqrt(4-X.^2/9-Y.^2/4);
subplot(3,2,1);mesh(p); %有网格 格子图,色调方向:有上
subplot(3,2,2);surf(p); %默认的方向:色调方向:有上到
subplot(3,2,3);surfc(p); %带等高线;色调方向:有上到下
axis([0 6 8 18])
z=f(x,y) — 根据x,y坐标找出z的高度 例:绘制z=x2+y2的三维网线图形
>>x=-5:5; y=x; >>[X,Y]=meshgrid(x,y); >>Z=X.^2+Y.^2 ; >>mesh(X,Y,Z)
(五)三维曲面图
■ surf —— 三维曲面绘图函数,与网格图看起来一样 与三维网线图的区别: 网线图:线条有颜色,内部是黑色的(无颜色) 曲面图:线条是黑色的,内部有颜色(把线条之间的空
■
■
■ fill3(x,y,z,"w"); ■ hold on; ■ plot3(x,y,z,"ro") ■ grid on ■ xlabel("x轴"),ylabel("y轴"),zlabel("z轴") ■ axis([0 10 0 10 0 10])
(四)三维网格图
所谓网格图,是指把相邻的数据点连接起来形成的网状曲 面。利用在X-Y平面的矩形网格点上的Z轴坐标值,Matlab 定义了一个网格曲面。三维网格图的形成原理为:在X-Y平 面上指定一个长方形区域,采用与坐标轴平行的直线将其分 格;计算矩形网格点上的函数值,即Z轴的值,得到三维空 间的数据点;将这些数据点分别用处于X-Z或者平行面内的 曲线和处于Y-Z或者平行面的曲面连接起来,即形成网格图。 网格图对于显示大型的数值矩阵很有用处。
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基于Matlab和地球高程数据的三维可视化弹道仿真
李红伟
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2013(000)016
【摘要】针对常规的纹理映射方法制作三维地球时存在的颜色数据量大、对硬件
图形显示要求较高及立体感不强的弊端,运用Matlab提供的专业的地球高程数据颜色映射表,提出了一种基于地球高程数据的三维地球模型制作方法,并通过坐标变化将弹道位置参数转化为地心大地直角坐标,从而在三维彩色地球的基础上,绘制出了三维弹道曲线,仿真试验表明,所制作的三维弹道模型立体感及真实感较强,为弹道仿真提供了一种有效手段。
%As the traditional texture mapping method of drawing Earth has the shortcoming of great amount of color data, high requirement of hardware graphical display and the weak stereo perception, this paper proposed a method of modeling three-
di?mensional Earth based on DEM data and the colormap provided by Matlab. It also draws the three-dimensional trajectory by transforming coordinates based on the Earth model above. The simulation results show that the model proposed by this paper has good three-dimensional effect and this paper provides an effective method of trajectory simulation.
【总页数】3页(P3823-3825)
【作者】李红伟
【作者单位】江苏自动化研究所,江苏连云港,222061
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.8
【相关文献】
1.基于Matlab的某型橡皮动能弹外弹道仿真研究 [J], 朱光涛;马永忠;马志伟;罗忠新
2.基于GE平台的地球高程数据管理系统设计 [J], 杨常青;王路才
3.基于MATLAB的新型拦截射网三维外弹道仿真分析 [J], 赵端陆;熊自明;杜忠华;王健;刘一鸣;于润泽
4.基于MATLAB的新型拦截射网三维外弹道仿真分析 [J], 赵端陆;熊自明;杜忠华;王健;刘一鸣;于润泽
5.基于MATLAB的高程数据平差软件开发 [J], 力云奎;潘廷柱;刘翊奕
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