基于鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的方法研究與分析

茍小平 ,張萬軍，張 峰 ,張景軒 ,張景怡 ,張景妍

（1.甘肅澤德電子技術有限公司，甘肅 天水 741003；2.隴東學院 體育學院，甘肅 慶陽 745000；3.蘭州工業化設備有限公司，甘肅 蘭州 730050）

1 問題的提出

近年來，標槍投擲及比賽出現后退的現象，其中原因諸多，鉛球投擲技術及動作控制停滯不前[1-4]。本文提出了一種鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的方法。建立了鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的模型，使用Matlab 對實際曲線、標槍比賽投擲軌跡曲線1、標槍比賽投擲軌跡曲線2 進行仿真。

近年來，有關學者研究的茍小平、張萬軍[5-32]等重點主要集中在進行體育產品研制及插補曲線的應用上[24-30]。

本文提出了一種鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的方法。建立了鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的模型，使用Matlab 對實際曲線、標槍比賽投擲軌跡曲線1、標槍比賽投擲軌跡曲線2 進行仿真。仿真結果表明：鉛球比賽投擲軌跡曲線控制符合實際需要。該方法具有快速、準確、平滑地判斷曲線軌跡的能力，為標槍訓練者提供了基本理論的研究基礎。曲線仿真驗證了該方法的可行性和有效性，在其他的標槍比賽中具有較強的借鑒意義。

2 鉛球比賽投擲模型

鉛球比賽投擲模型，如圖1 所示。

圖1 鉛球比賽投擲模型

鉛球比賽投擲模型函數為：

式（1）～（2）中：是標槍初始速度；νx是ν 在水平方向上的分量：νy是ν 在豎直方向上的分量：α 是出手角度。

則有標槍的水平位移和豎直位移為：

式（3）～（4）中：g 是重力加速度；h 是投射高度；t是標槍運行時間：x 是標槍投擲的水平距離：y 是標槍投擲的水平距離。

消去t，有：

令y=0，有：

舍去負值，有：

由式（1）～（8），完成鉛球比賽投擲模型的測試。

3 仿真與分析

鉛球比賽投擲模型及軌跡曲線測試的實驗地點為隴東學院體育學院，在隴東學院體育教師及學生進行鉛球比賽投擲訓練實驗。拍攝減肥運動和跑步機器人控制算法測試的照片，如圖2 所示。

圖2 鉛球比賽投擲模型及軌跡曲線測試照片

建立了鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的模型，使用Matlab 對實際曲線、標槍比賽投擲軌跡曲線1、標槍比賽投擲軌跡曲線2 進行仿真。標槍測試軌跡仿真圖1、2、3，如圖3、圖4 和圖5 所示。

圖3 標槍測試軌跡仿真圖1

圖4 標槍測試軌跡仿真圖2

圖5 標槍測試軌跡仿真圖3

由仿真圖3～5 可知：鉛球比賽投擲軌跡曲線控制符合實際需要。該方法具有快速、準確、平滑地判斷曲線軌跡的能力，為標槍訓練者提供了基本理論的研究基礎。曲線仿真驗證了該方法的可行性和有效性，在其他的標槍比賽中具有較強的借鑒意義。

4 結論

本文提出了一種鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的方法。建立了鉛球比賽投擲軌跡曲線控制的模型，使用Matlab 對實際曲線、標槍比賽投擲軌跡曲線1、標槍比賽投擲軌跡曲線2 進行仿真。仿真結果表明：鉛球比賽投擲軌跡曲線控制符合實際需要。該方法具有快速、準確、平滑地判斷曲線軌跡的能力，為標槍訓練者提供了基本理論的研究基礎。曲線仿真驗證了該方法的可行性和有效性，在其他的標槍比賽中具有較強的借鑒意義。