MATLAB多自由度摇摆轨迹仿真系统

资 源 简 介

基于欧拉角动力学模型，模拟静基座载体横摇、纵摇、航向的三轴耦合运动。支持自定义初始姿态角、角速度及外部扰动参数，实现精准的多自由度摇摆轨迹仿真。

详 情 说 明

静基座载体多自由度摇摆轨迹仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于欧拉角动力学模型的数值仿真系统，专门用于模拟静基座条件下载体的多自由度摇摆运动。系统通过建立横摇(roll)、纵摇(pitch)、航向(yaw)三轴耦合的动力学方程，采用数值积分方法计算载体在给定初始条件和外部扰动下的运动轨迹，并提供直观的可视化展示和数据分析功能。

功能特性

• 多自由度运动仿真：完整模拟横摇、纵摇、航向三轴耦合的摇摆运动
• 自定义参数设置：支持用户定义初始姿态角、角速度、仿真时长等关键参数
• 外部扰动建模：可配置外部力矩参数，模拟波浪等环境干扰影响
• 实时可视化：动态显示载体三维姿态变化过程，生成姿态角时间历程曲线
• 数据输出与分析：导出时间序列数据，提供运动特征统计报告

使用方法

1. 参数配置：在主程序开始部分设置初始参数：

- 初始姿态角：[横摇角, 纵摇角, 航向角]（单位：度） - 初始角速度：三轴角速度向量（单位：度/秒） - 仿真时长：总的模拟时间（单位：秒） - 采样频率：数据采样率（单位：Hz）

1. 运行仿真：执行主程序开始计算，系统将自动：

- 进行数值积分求解动力学方程 - 生成运动轨迹数据 - 绘制姿态变化曲线 - 创建三维动画演示

1. 结果获取：仿真完成后可获得：

- N×7的时间序列数据矩阵（时间戳+6个状态变量） - 姿态角变化曲线图 - 载体运动三维动画 - 运动特征统计分析报告

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB基本安装（包含图形处理功能）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括动力学模型建立、数值积分算法实现、运动轨迹计算、可视化图形生成以及数据分析报告输出等完整仿真流程。该文件实现了从参数输入到结果展示的全自动化处理，用户只需配置基本参数即可获得完整的摇摆运动仿真结果。