坦克队形变换

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1、坦克的队形变换姓名：学号：邮箱：手机：一．主要设置的参数1.坦克之间的间距2.队形变化所需要的时间3.坦克起始的行进速度4.长车在进行队形变化遇到突发情况运动的加速度。二．得出数据1.每一辆坦克在队形变换中行进的路程2.坦克经过一个步长后所在的速度以及位置，并生成运动轨迹三．数学建模坦克在队形变换中，先计算随从坦克最终时刻与主坦克的相对位置关系，并且以主坦克为参考系，假设主坦克不运动的情况下，以输入的数据参数为指标，得出随从坦克在队形变换中所需要的加速度。然后通过相对运动的速度合成va=ve+vr（va为绝对速度，ve为牵连速度，

2、vr为相对速度）确定经过每一步长时每辆坦克的速度和位置，最后用EXCEL或MATLAB生成运动轨迹的坐标图。为了简化模型，根据速度的分解和合成，将坦克的运动分解成沿水平和沿竖直两个方向。这样一来，可以简便地处理每一个方向的速度大小而不必考虑其方向。以本文以坦克纵队变横队的例子解释其思路。初始时，坦克之间间距10米，长车坐标（20,0），速度为10m/s，队形变换中长车沿X轴保持匀速直线运动。从车1坐标（10,0）,初始速度为10m/s，沿X轴方向；从车2坐标（0,0），初始速度为10m/s,沿X轴方向。设置变换所需的时间为8秒，所

3、以容易计算得变换队形后长车坐标为（100,0），从车1坐标为（100,10），从车2坐标为（100,-10），三者的速度皆为10m/s，沿X轴方向运动。以长车为参考系，设长车为静止状态，从车在起始阶段相对于长车也为静止，以此来计算出从车在队形变换中所需要的加速度。在时间为8秒的队形变换中，可知在X轴方向上，从车1比长车多走了10m，从车2比长车多走了20m，在Y轴方向上，从车1沿Y轴正方向比长车多走了10m，从车2沿Y轴负方向比长车多走了10m。在这个过程中，从车需要先经过加速再减速的过程才能使末速度再次达到与长车一致的速度。因此

4、，将队形变换分为两个过程来计算。一个是加速过程，在这个过程中，从车1用一半的时间走了需要比长车多走路程的一半，即由初速度为0m/s，在4s内作匀加速直线运动（这里已经将速度分解为沿X和沿Y两个方向的分速度，计算说明时只解释沿X轴方向上的，沿Y轴方向的加速度计算同理），走过的路程为5m。根据s=vt+12at2，求得沿X轴方向的加速度和沿Y轴方向的加速度。匀加速之后进行匀减速过程，加速度大小与匀加速过程中一致，方向相反。这样一来，就可以在8s的时间内通过匀加速、匀减速两个过程实现从车1比长车多走过10m的路程，且速度能恢复到与长车速

5、度一致。这就是程序的基本算法。该程序所要达到的目的是将坦克队形由纵队变为横队、前三角或后三角。当然，由横队变换为纵队或者是其他的队形变换，程序的思路都是一样的。五．仿真结果初始值设定1.纵队变横队坦克间距：10m队形变换时间：8s坦克起始行进速度：10m/s长车横向加速度：0m/s2长车纵向加速度：0m/s22.纵队变后三角坦克间距：20m队形变换时间10s坦克起始行进速度：12m/s长车横向加速度：2m/s2长车纵向加速度：2m/s2六．需要完善的地方将速度以及加速度分解为沿X轴和沿Y轴两个方向，在行进过程中这两个方向的速度同时

6、在改变。对于坦克本身的加速度以及速度的限制因素，可以用速度以及加速度的夹角和大小关系来判断，根据生活中的实际经验，加速度与速度的夹角越大或者是加速度大小越大，坦克就越难执行该命令，或者说接收到该命令后应用到实际中可能发生打滑或者偏转角过大等问题。只是因为资料查找不足，而且此数据会因为不同的坦克的情况以及实际的场景的改变而发生改变，所以这点在程序中没有体现出来。但是加速度是由我们设置的时间以及坦克之间的间距来确定的，所以只要给予坦克在队形变换过程中足够的反应时间，上述的问题就不会存在。这点根据仿真结果中的相对平滑的曲线中的出来。