matlab非线性规划的飞行管理问题


%飞行管理问题

clear;clc
format long g
date=[150 140 243;  % 绘制飞机的初始位置
      8    85 236;
      150 155 220.5;
      145 50 159;
      130 150 230;
      0 0 52];
  plot(date(:,1),date(:,2),'.r')
  axis([0 160 0 160]);
  box on;
  hold on;
  for i=1:6
      text(date(i,1)+2,date(i,2)+2,['飞机', num2str(i)],'FontSize',8);%更改字号大小为8
  end
  x0=zeros(6,1);
  lb=-ones(6,1)*pi/6;
  ub=ones(6,1)*pi/6;
  [x,fval]=fmincon(@fun3,x0,[],[],[],[],lb,ub,@nonlfun3)
function f=fun3(x)  %决策变量x为六架飞机调整的角度
    f=sum(abs(x))*180/pi;  % 目标函数第一种定义:绝对值的和(将弧度转换为度数)
end

function [c,ceq]=nonlfun3(x)
    xx= [150 85 150 145 130  0]; % 飞机初始位置的横坐标
    yy= [140 85 155  50 150  0]; % 飞机初始位置的纵坐标
    theta = [243 236 220.5 159 230 52] * pi / 180; % 飞机初始的飞行方向角 
    v = 800;  % 飞机速度
    co=cos(theta+x);
    si=sin(theta+x);
    d=zeros(6);
    for i=2:6
        for j=1:i-1
            fenzi=(yy(j)-yy(i))*(si(j)-si(i))+(xx(j)-xx(i))*(co(j)-co(i));
            fenmu=v*((si(j)-si(i))^2+(co(j)-co(i))^2);
            t(i,j)=-fenzi/fenmu;
            if t(i,j)<0
                d(i,j)=1000;% 此时最初的位置就是相距最近的点,因为最初的时候所有飞机两两之间的距离就大于8,因此未来绝不会相撞,我们令它们的距离为一个特别大的数
            else
                d(i,j)=sqrt((xx(j)-xx(i)+v*t(i,j)*(co(j)-co(i)))^2+(yy(j)-yy(i)+v*t(i,j)*(si(j)-si(i)))^2);
            end
        end
    end
    c=ones(15,1)*8.000001 - [d(2,1); d(3,1:2)'; d(4,1:3)'; d(5,1:4)'; d(6,1:5)'];  
     % 12个非线性不等式约束: “最短距离>8” 等价于 “8 - 最短距离<0”
     % 注意: 由于Matlab标准型中取的是小于等于号,因此这里取一个比8略大的数:8.000001-最短距离<=0 ]
    ceq=[];
end


img

为什么运行的时候报错,哪里有问题?

img

正确安装了优化工具箱,并且在代码中正确调用了fmincon函数
license('test', 'optimization_toolbox') 验证一下 1 正确安装 否则安装失败
确保fmincon函数调用中的函数名与fun3和nonlfun3函数的名称匹配
x0 = zeros(6, 1);
lb = -ones(6, 1) * pi / 6;
ub = ones(6, 1) * pi / 6;
[x, fval] = fmincon(@fun3, x0, [], [], [], [], lb, ub, @nonlfun3);
这代码应该没啥问题

【以下回答由 GPT 生成】

为了满足约束条件,我们需要编写一个函数来计算每架飞机的位置,并计算出其与基站之间的距离。然后,我们将使用这些距离来计算约束条件是否满足。

以下是实现该功能的修改后的代码:

function [c,ceq]=nonlfun3(x)
    % 飞机初始位置的横坐标
    xx = [150 85 150 145 130  0]; 
    % 飞机初始位置的纵坐标
    yy = [140 85 155  50 150  0];
    % 飞机初始位置到基站的高度
    z = [243,236,220.5,159,230,52];
    % 飞机初始位置到基站的水平距离
    m = [8,85,236,50,150,0];
    % 保存计算出的飞机到基站的距离
    n = zeros(1, 6);
    % 保存计算出的飞机的位置
    X = zeros(1, 6);
    % 基站的位置,给一个估计
    m0 = [100 100];

    for i=1:6
        % 计算每架飞机到基站的距离
        n(i) = sqrt(m(i)^2 + z(i)^2);
        % 计算每架飞机的位置
        X(i) = xx(i) + tan(x(i)) * z(i);
    end

    % 计算约束条件是否满足
    for i=1:6
        c(i) = n(i) / sqrt((X(i) - m0(1))^2 + (yy(i) - m0(2))^2) - 1;
    end

    ceq = [];
end

这样,我们可以使用修改后的 nonlfun3 函数来满足约束条件。



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