2023年第二十届五一数学建模A题:无人机定点投放问题思路及参考matlab代码

简介: 2023年第二十届五一数学建模竞赛题目 A题:无人机定点投放问题

✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可私信。

🍎个人主页:Matlab科研工作室

🍊个人信条:格物致知。

更多Matlab仿真内容点击👇

智能优化算法       神经网络预测       雷达通信      无线传感器        电力系统

信号处理              图像处理               路径规划       元胞自动机        无人机

⛄ 内容介绍

随着科学技术的不断发展,无人机在许多领域都有着广泛的应用。对于空中执行定点投放任务的无人机,其投放精度不仅依赖于无人机的操作技术,而且还与无人机执行任务时所处状态和环境有关,例如在接近投放点时无人机的高度、速度,无人机所处位置的风速、投放点周围地理环境等因素。在本题中仅考虑喷气式无人机,请查阅相关资料,研究以下问题:

问题1:假设无人机以平行于水平面的方式飞行,在空中投放物资(物资为球形,半径20cm,重量50kg)到达地面指定位置。

(1)建立数学模型,给出无人机投放距离(投放物资时无人机与地面物资指定落地点之间的直线距离)与无人机飞行高度、飞行速度、空气阻力等之间的关系。

(2)假设无人机的飞行高度为300m,飞行速度为300km/h,风速为5m/s,风向与水平面平行。建立数学模型,分别给出无人机飞行方向与风向相同(夹角为0度)、相反(夹角为180度)、垂直(夹角为90度)情况下无人机的投放距离。

问题2:无人机不仅能定点投放物资,而且还可以通过安装在无人机前端的发射筒发射爆炸物疏通河道。其大致过程是:无人机首先水平飞行接近障碍物所处区域,然后俯冲找准时机发射爆炸物,发射结束后无人机随即拉升飞走。现有一处河流被冰块堆积阻断,需要用无人机发射爆炸物(爆炸物为球形,半径8cm,重量5kg)对目标进行爆破。假设无人机的初始点到目标的水平距离为10000m。受环境影响,无人机必须俯冲发射,并且发射方向与无人机的飞行方向一致。

(1)建立数学模型,给出无人机发射距离(发射点与目标的直线距离)与无人机的飞行高度、飞行速度、俯冲角度及发射速度等因素之间的关系。

(2)假设风速为6m/s,无人机接近目标时的飞行高度为800m、飞行速度为300km/h,爆炸物的发射速度为600km/h(相对于无人机的速度)。要求发射爆炸物时无人机与目标的距离在1000 m-3000 m之间,且无人机的高度不低于300m,请给出无人机击中目标的发射策略。


问题3:无人机发射爆炸物命中目标的精度与无人机飞行的稳定性有很大关系。相同条件下,无人机发射爆炸物时越稳定,命中目标的精度越高。开始俯冲后,无人机操控员需要不断调整无人机的飞行姿态以修正风向、风速对无人机的影响。

(1)在飞行速度、发射速度一定的情况下,综合考虑各种因素,建立数学模型,量化无人机飞行的稳定性,给出稳定性与命中精度之间的关系,并利用数值仿真等方法对无人机的稳定性进行分析验证。

(2)假设风速为6m/s,无人机的飞行速度范围为300 km/h -400 km/h,爆炸物的发射速度为500km/h(相对于无人机的速度)。无人机在800m高度开始俯冲,初始俯冲角度为45°,发射爆炸物时的飞行高度不低于300m,请给出为尽量保持无人机稳定而采取的飞行姿态最优调整策略。

代码资料关注


相关文章
|
6天前
|
机器学习/深度学习 存储 算法
基于Actor-Critic(A2C)强化学习的四旋翼无人机飞行控制系统matlab仿真
基于Actor-Critic强化学习的四旋翼无人机飞行控制系统,通过构建策略网络和价值网络学习最优控制策略。MATLAB 2022a仿真结果显示,该方法在复杂环境中表现出色。核心代码包括加载训练好的模型、设置仿真参数、运行仿真并绘制结果图表。仿真操作步骤可参考配套视频。
18 0
|
3月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
184 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
3月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
122 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
3月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
87 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
6月前
|
数据安全/隐私保护
地震波功率谱密度函数、功率谱密度曲线,反应谱转功率谱,matlab代码
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
|
6月前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
6月前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
|
6月前
|
Serverless
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)
|
6月前
|
供应链 算法
基于分布式优化的多产消者非合作博弈能量共享(Matlab代码)
基于分布式优化的多产消者非合作博弈能量共享(Matlab代码)