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8.9 KiB
Matlab
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Matlab
%% Matlab/Simulink 威胁源库集成示例
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% 演示如何在Matlab中使用ThreatSource仿真库
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%
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% 前置条件:
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% 1. 将 ThreatSource.dll 复制到 Matlab 路径
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% 2. 将 data/ 目录复制到当前工作目录
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% 3. 确保 Matlab 支持 .NET 8.0
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%% 清理环境
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clear; clc; close all;
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%% 加载 .NET 程序集
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fprintf('正在加载 ThreatSource.dll...\n');
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try
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% 假设 dll 文件在当前目录或 Matlab 路径中
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dll_path = 'ThreatSource.dll';
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if ~exist(dll_path, 'file')
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dll_path = fullfile(pwd, 'ThreatSource.dll');
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end
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if exist(dll_path, 'file')
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NET.addAssembly(dll_path);
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fprintf('成功加载威胁源库\n');
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else
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error('找不到 ThreatSource.dll 文件');
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end
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catch ME
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fprintf('加载失败: %s\n', ME.message);
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return;
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end
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%% 创建适配器实例
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fprintf('创建 Matlab 适配器...\n');
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try
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% 注意：这里使用完整的命名空间路径
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adapter = NET.createGeneric('MatlabSimulinkAdapter', {});
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fprintf('适配器创建成功\n');
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catch ME
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fprintf('适配器创建失败: %s\n', ME.message);
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return;
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end
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%% 初始化仿真
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fprintf('初始化仿真系统...\n');
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time_step = 0.01; % 10ms 时间步长
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success = adapter.StartSimulation(time_step);
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if ~success
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fprintf('仿真初始化失败\n');
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return;
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end
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fprintf('仿真系统初始化成功，时间步长: %.3f 秒\n', time_step);
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%% 创建仿真场景
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fprintf('\n=== 创建仿真场景 ===\n');
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% 目标参数
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target_id = 'target_001';
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target_pos = [5000, 0, 1000]; % 位置: [x, y, z] 米
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target_vel = [-50, 0, 0]; % 速度: [vx, vy, vz] 米/秒
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% 创建目标
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success = adapter.CreateTarget(target_id, ...
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target_pos(1), target_pos(2), target_pos(3), ...
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target_vel(1), target_vel(2), target_vel(3));
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if success
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fprintf('成功创建目标: %s\n', target_id);
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fprintf(' 位置: [%.0f, %.0f, %.0f] 米\n', target_pos);
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fprintf(' 速度: [%.1f, %.1f, %.1f] 米/秒\n', target_vel);
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else
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fprintf('目标创建失败\n');
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return;
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|
end
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% 导弹参数
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missile_id = 'missile_001';
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missile_pos = [0, 0, 100]; % 发射位置: [x, y, z] 米
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% 创建红外制导导弹
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success = adapter.CreateIRMissile(missile_id, ...
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missile_pos(1), missile_pos(2), missile_pos(3), target_id);
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if success
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fprintf('成功创建红外制导导弹: %s\n', missile_id);
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fprintf(' 发射位置: [%.0f, %.0f, %.0f] 米\n', missile_pos);
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fprintf(' 目标: %s\n', target_id);
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else
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fprintf('导弹创建失败\n');
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return;
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end
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%% 运行仿真循环
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fprintf('\n=== 开始仿真 ===\n');
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% 仿真参数
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sim_duration = 5.0; % 仿真持续时间（秒）
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num_steps = int32(sim_duration / time_step);
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update_interval = 50; % 每50步显示一次状态
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% 存储仿真数据
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time_data = zeros(num_steps, 1);
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missile_data = zeros(num_steps, 10); % [x,y,z,vx,vy,vz,roll,pitch,yaw,active]
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target_data = zeros(num_steps, 10);
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fprintf('仿真参数:\n');
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fprintf(' 持续时间: %.1f 秒\n', sim_duration);
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fprintf(' 时间步长: %.3f 秒\n', time_step);
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fprintf(' 总步数: %d\n', num_steps);
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% 仿真主循环
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for step = 1:num_steps
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% 更新仿真
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success = adapter.UpdateSimulation(time_step);
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if ~success
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fprintf('第 %d 步仿真更新失败\n', step);
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break;
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end
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% 记录时间
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current_time = adapter.GetCurrentTime();
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time_data(step) = current_time;
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% 获取实体状态
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missile_state = adapter.GetEntityState(missile_id);
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target_state = adapter.GetEntityState(target_id);
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% 转换 .NET 数组为 Matlab 数组
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if ~isempty(missile_state)
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missile_data(step, :) = double(missile_state);
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end
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if ~isempty(target_state)
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target_data(step, :) = double(target_state);
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|
end
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% 定期显示状态
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if mod(step, update_interval) == 0 || step == 1
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fprintf('时间: %6.2f 秒 | ', current_time);
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if ~isempty(missile_state) && length(missile_state) >= 10
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fprintf('导弹位置: [%6.0f, %6.0f, %6.0f] | ', ...
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missile_state(1), missile_state(2), missile_state(3));
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fprintf('活动: %s\n', missile_state(10) > 0.5 ? '是' : '否');
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else
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fprintf('导弹状态获取失败\n');
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end
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|
end
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% 检查导弹是否仍然活动
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if ~isempty(missile_state) && length(missile_state) >= 10
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if missile_state(10) < 0.5 % 导弹已失活
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fprintf('导弹在第 %.2f 秒失活\n', current_time);
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break;
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end
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end
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|
end
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%% 显示仿真结果
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fprintf('\n=== 仿真结果分析 ===\n');
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% 获取所有实体ID
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entity_ids = adapter.GetAllEntityIds();
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fprintf('仿真中的实体数量: %d\n', length(entity_ids));
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for i = 1:length(entity_ids)
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fprintf(' - %s\n', char(entity_ids(i)));
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|
end
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% 计算统计信息
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valid_steps = sum(time_data > 0);
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fprintf('有效仿真步数: %d / %d\n', valid_steps, num_steps);
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if valid_steps > 0
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% 导弹轨迹分析
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missile_pos = missile_data(1:valid_steps, 1:3);
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target_pos_final = target_data(1:valid_steps, 1:3);
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% 计算导弹飞行距离
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if size(missile_pos, 1) > 1
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distances = sqrt(sum(diff(missile_pos).^2, 2));
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total_distance = sum(distances);
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|
fprintf('导弹总飞行距离: %.1f 米\n', total_distance);
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|
end
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% 计算最终距离
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if valid_steps > 1
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final_missile_pos = missile_pos(end, :);
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final_target_pos = target_pos_final(end, :);
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final_distance = norm(final_missile_pos - final_target_pos);
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|
fprintf('最终导弹-目标距离: %.1f 米\n', final_distance);
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|
end
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|
end
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%% 绘制仿真结果
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if valid_steps > 10 % 确保有足够的数据点
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fprintf('\n绘制仿真轨迹...\n');
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figure('Name', '威胁源仿真轨迹', 'Position', [100, 100, 1200, 800]);
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% 3D轨迹图
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subplot(2, 2, 1);
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plot3(missile_data(1:valid_steps, 1), missile_data(1:valid_steps, 2), ...
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|
missile_data(1:valid_steps, 3), 'r-', 'LineWidth', 2);
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|
hold on;
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|
plot3(target_data(1:valid_steps, 1), target_data(1:valid_steps, 2), ...
|
|
target_data(1:valid_steps, 3), 'b--', 'LineWidth', 2);
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|
xlabel('X (米)'); ylabel('Y (米)'); zlabel('Z (米)');
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|
title('3D 轨迹图');
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|
legend('导弹', '目标', 'Location', 'best');
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grid on; axis equal;
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|
% 高度vs时间
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|
subplot(2, 2, 2);
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|
plot(time_data(1:valid_steps), missile_data(1:valid_steps, 3), 'r-', 'LineWidth', 2);
|
|
hold on;
|
|
plot(time_data(1:valid_steps), target_data(1:valid_steps, 3), 'b--', 'LineWidth', 2);
|
|
xlabel('时间 (秒)'); ylabel('高度 (米)');
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|
title('高度变化');
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|
legend('导弹', '目标', 'Location', 'best');
|
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grid on;
|
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|
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% 速度vs时间
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|
subplot(2, 2, 3);
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|
missile_speed = sqrt(sum(missile_data(1:valid_steps, 4:6).^2, 2));
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|
target_speed = sqrt(sum(target_data(1:valid_steps, 4:6).^2, 2));
|
|
plot(time_data(1:valid_steps), missile_speed, 'r-', 'LineWidth', 2);
|
|
hold on;
|
|
plot(time_data(1:valid_steps), target_speed, 'b--', 'LineWidth', 2);
|
|
xlabel('时间 (秒)'); ylabel('速度 (米/秒)');
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|
title('速度变化');
|
|
legend('导弹', '目标', 'Location', 'best');
|
|
grid on;
|
|
|
|
% 导弹-目标距离vs时间
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|
subplot(2, 2, 4);
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|
distances = sqrt(sum((missile_data(1:valid_steps, 1:3) - target_data(1:valid_steps, 1:3)).^2, 2));
|
|
plot(time_data(1:valid_steps), distances, 'g-', 'LineWidth', 2);
|
|
xlabel('时间 (秒)'); ylabel('距离 (米)');
|
|
title('导弹-目标距离');
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|
grid on;
|
|
|
|
% 保存图像
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saveas(gcf, 'threat_source_simulation_result.png');
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|
fprintf('仿真结果图已保存为: threat_source_simulation_result.png\n');
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|
end
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%% 清理资源
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fprintf('\n=== 清理资源 ===\n');
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try
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adapter.StopSimulation();
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fprintf('仿真已停止\n');
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catch ME
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fprintf('停止仿真时出错: %s\n', ME.message);
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end
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fprintf('Matlab 威胁源库集成示例完成\n');
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%% 辅助函数：导出数据到文件
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function export_simulation_data(time_data, missile_data, target_data, filename)
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|
try
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|
% 创建数据表
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data_table = table(time_data, ...
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|
missile_data(:,1), missile_data(:,2), missile_data(:,3), ...
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|
missile_data(:,4), missile_data(:,5), missile_data(:,6), ...
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|
target_data(:,1), target_data(:,2), target_data(:,3), ...
|
|
target_data(:,4), target_data(:,5), target_data(:,6), ...
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|
'VariableNames', {'Time', ...
|
|
'Missile_X', 'Missile_Y', 'Missile_Z', ...
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|
'Missile_VX', 'Missile_VY', 'Missile_VZ', ...
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|
'Target_X', 'Target_Y', 'Target_Z', ...
|
|
'Target_VX', 'Target_VY', 'Target_VZ'});
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|
|
% 保存为CSV文件
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|
writetable(data_table, filename);
|
|
fprintf('仿真数据已导出到: %s\n', filename);
|
|
catch ME
|
|
fprintf('导出数据失败: %s\n', ME.message);
|
|
end
|
|
end |