内容发布更新时间 : 2024/5/27 11:48:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

空管系统建模与仿真课程大作业要求

一、基本要求

1.每位同学必须独立完成1个实验，并撰写实验报告； 2.提交时间：2017年6月22日；

3.递交方式：以班为单位，提交到空管楼A-407房间。

4.递交内容：分为纸质版和电子版，其中纸质版格式参见附件；电子版为实验报告、所有源代码及数据，可将相关的m文件压缩成1个文件。每名同学建立一个文件夹，文件夹名为学号+姓名+题目。M文件的名称要能够编译执行。

【注：文件只限以下格式： *.zip, *.rar, *.m, *.fig几种，其他格式不接收】。

5.实验报告双面打印，尽量用较薄些的打印纸。 6.对题意不清，或要求不明，可咨询教师，13612039696

matlab.mat二、实验题目

实验1 基于航迹数据统计航向、距离（100分）

根据给定的航迹数据，利用所学的getheading函数，统计飞行过程中的航向变化，并计算该轨迹的飞行距离。 实验内容：

（1）完善getheading函数，输入为两个航迹点，输出为航向和距离； （2）绘制飞行轨迹3维图（用恰当形式给予生动表现），航向（取整）随时 间变化的曲线图；

（3）完成主程序，包括航迹数据载入、读取、函数调用，画图和距离输出.

实验2：飞机降落排序 (100分)

某机场一条跑道，仅用于航班到达，其进场航班信息如表1： 表1 航班到达信息表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

航班号 CA1119 CA1284 CA1312 CZ3123 CA112 CZ3285 CZ3915 FM9157 CA1452 CA1816 HU7142 HU7196 MF8117 QR896 MU2455 机型 中 中 重 中 重 中 轻 中 中 中 轻 中 中 重 中 预计到达时间 9:00 9:00 9:00 9:01 9:02 9:02 9:05 9:05 9:05 9:06 9:06 9:08 9:10 9:10 9:10 为保证航班的运行安全，每两架进场航班之间必须满足尾流间隔的最小时间间隔，如表2：

表2 飞机尾随安全间隔表

后机 前机 重型 中型 轻型

重型 80 60 60 中型 100 60 60 轻型 120 80 60 注意：表格中单位为秒,本表数据仅适用于本习题。 实验内容：

（1）在表2的尾随间隔条件下，按照先到先服务的排序原则，计算每一航班的约束到达时间。（注意时间的转换）

（2）根据每架飞机的预计到达时间和约束到达时间，计算各航班的预计延误时间和平均延误时间。

（3）编程画出各航班timeline图，以长方形的框表示。框图的开始坐标为约束到达时刻，长度为该航班与其后续航班的时间间隔（rectangle）。

实验3：飞机与障碍物相撞分析 (100分)

给定一个障碍物（例如高山）的位置及高度，航空器当前位置及速度，航空器保持表速不变进近，判断航空器在下降过程中是否会与障碍物发生碰撞，如图1所示。

机场 图1 飞机进近着陆示意图

机场跑道位置为原点（0，0）；障碍物在横轴的坐标范围为[1100,1200]米，高度为70米，障碍物的厚度不考虑；航空器初始表速度150 knots，距离机场跑道距离10000米，初始高度520米。气象条件：无风，地面大气条件为ISA标准气象条件。

实验内容：

（1）按照下滑角度3o计算，要求调用CAS2TAS函数，求1分钟后，航空器距离机场跑道的水平位置及高度？

（2）按照下滑角度3o计算，采用步进法计算航空器轨迹；

（3）按照下滑角度3o计算：在下滑过程中与障碍物是否相撞？若相撞在多少分钟后会相撞？

（4）以距离跑道距离为横坐标，高度为纵坐标，绘制下滑轨迹、障碍物的2维图。

实验4：航空公司确定飞行距离最短的航班串 (100分)

一个基地设在亚特兰大的货运公司要确定总飞行距离最短的航班串，这些航班必须飞遍其航线网络中的所有城市，条件是各航班串必须起始并结束于亚特兰大机场。该航空公司航线网络中的城市名和它们之间的距离见表3。

表3 城市间距离表 ATL ORD CVG HOU LAX MON JFK

ATL

ORD 702

CVG 454 324

HOU 842 1093 1137

LAX 2396 2136 2180 1616

MON 1196 764 798 1857 2900

JFK 864 845 664 1706 2844 396

注：单位公里

实验内容：

（1） 目标函数的数学模型？(mini,j?N?cijxij，本题中城市元素N=7)

参数cij为城市i到城市j的距离；xij为决策变量：

?1如果城市j在城市i之后xij??

否?0（2）约束条件的数学模型？

①保证飞机飞抵一个城市后还有后续航班。每个城市i之后只有1个城市j。(?xijj?N?1,i?1,2,...,N)

②每个城市j只能飞抵1次。(?xij?1,j?1,2,...,N)

i?N（3）应用matlab中整数规划工具箱，求解数学模型，给出遍历城市的顺序，计算总距离。

（4）或者采用你能想到的任何方法进行建模求解。（perms）

实验5：航空公司航线网络中的最短路径问题（100分)

某航空公司的航线网络如图2所示，结点代表城市，弧代表航线。结点数字代表城市编号，弧旁标注的数字代表航线的耗时（分钟）。结点1为起点，结点10为终点，求从起点到终点的最短路径。

图2 标有飞行时间的城市对航线网络

实验内容：

（1）采用除了老师讲过的方法之外的任何方法，编程求解； （2）计算算法运行时间；