国赛优秀论文
2021年国赛数学建模A题优秀论文
2021年国赛数学建模A题优秀论文本文基于FAST的工作原理,通过机理分析、坐标変换、非线性最小二乘优化等方法,建立了反射面板谟节优化模型・并利用BFGS 算法、蒙特卡洛积分算法等算法,对不同条件下反射光线吸收比率进行了研究。
问题一中,首先基于固定的仰角观测目标S、圆心C和焦点P・利用旋转抛物面的中心对祢性,选取焦距作为自由度控制变量,构建在极坐标系下开口竖直向上的二维抛物线方程.得到不同偏转角度下原点到抛物线的距离.进而导出三维下的旋转掀物面方程。
其次,以焦距为决策变量,将口径300米的拋物面作为积分域•将理想抛物面到原点的距离与基准球面半径差值平方作为被积函数进行积分作为最小化目标函数.建立了确定理想抛物面的优化模型。
最后,使用二分法求得目标函数导函数在定义区间上的零点.得到理想抛物面焦距的精确值为280.854,误差平方积分的最小偵为10.112o此时对应理想抛物面的解析式为z=Q+#)2/561.708300.841,问题二中,首先利用球坐标下不同轴线方向抛物面的旋转不变性.在原坐标系和问题一的坐标系之间建立了双向可逆的变换关系.得到了不同方位角下理想抛物面到原点的距离。
其次.以主索节点的工作坐标和促动器的伸缩长度为决策变量:.以积分域覆盖的主索节点到原点的距离与理想抛物面到原点的距厲之差的平方和为最小化目标函数.分别考虑下拉索长度固定、相邻节点的距离变化幅度不超过0.07%.促动器的伸缩范围在±0.6m为约束条件.建立反射面板调节优化模型。
最后,使用拉格朗日乗子法和BFGS算法进行求解.得到误差平方在抛物面口径上的积分的最小值为5.1353X109.理想抛物线的顶点坐标为(-49.392,-36.943,-294.450).调节后反射面300米口径内的主索节点编号、位置坐标、各促动器的伸缩量等结果见文件result.xlsxe问题三中,首先通过旋转变换.将反肘问题的倾斜入射光线转化为垂直入射光线。
2017年全国大学生数学建模竞赛优秀论文
2017年全国大学生数学建模竞赛优秀论文数学是知识的工具,亦是其它知识工具的泉源。
所有研究顺序和度量的科学均和数学有关,数学建模是培养学生运用数学工具解决实际问题的最好表现。
下文是店铺为大家搜集整理的关于2017年全国大学生数学建模竞赛优秀论文的内容,欢迎大家阅读参考!2017年全国大学生数学建模竞赛优秀论文篇1浅析数学建模课程改革及其教学方法论文关键词:数学课程;数学建模;课程设置;课程改革论文摘要:数学建模教学和竞赛的开展,是培养学生创新能力的重要途径。
对数学建模竞赛中出现的问题进行分析,找出问题产生的根源与必修课和专业课设置不合理有关,应对高校数学课程的设置、教学方式等进行改革,并提出具体改革建议。
1. 前言数学建模,从宏观上讲是人们借助数学改造自然、征服自然的过程,从微观上讲是把数学作为一种工具并应用它解决实际问题的教学活动方式。
数学建模教育本身是一种素质教育,数学建模的教学与竞赛是实施素质教育的有效途径,它既增强了学生的数学应用意识,又提高了学生运用数学知识和计算机技术分析和解决问题的能力。
因而加强数学建模教育,培养学生的数学应用意识与能力已成为我国高校数学建模课程改革的重要目标之一。
虽然目前我国许多高校在数学建模方面取得了一些成绩,但大学生们在竞赛中也暴露出了许多问题,引发出对传统的课程设置和教学方法的思考。
2. 数学建模的现状和所存在问题与原因分析2.1 建模竞赛的现状根据竞赛时间(九月中下旬),我国大部分高校每年一般在七月中旬便开始组织学生的报名培训工作。
培训内容分为两个部分:首先集中讲解一些基础知识,主要包括常微分方程、概率与数理统计、运筹学、数学实验、建模基础等课程;然后进行建模的模拟训练,以往届国内外普通组和大专组的部分竞赛题为选题,让学生自愿结组,在规定时间内完成,并自愿为同学讲解各自的解题思路和方法。
参赛学生首先要参加培训,他们一般是先关注校园网上的通知,再到各院系自愿报名而组成,经培训后选拔出参赛队员。
全国大学生数学建模国 家奖优秀论文
全国大学生数学建模国家奖优秀论文在当今高度数字化和信息化的时代,数学建模已经成为解决各种实际问题的重要工具。
全国大学生数学建模竞赛作为一项具有高度影响力的赛事,每年都吸引着众多优秀学子参与,而能够获得国家奖的优秀论文更是代表着学生在数学建模领域的卓越成就。
数学建模的本质是将实际问题转化为数学问题,并通过建立数学模型来求解,从而为实际问题提供有效的解决方案。
这些获奖论文通常具有一些显著的特点。
首先,它们能够准确地把握问题的关键。
在面对复杂的实际问题时,参赛学生需要迅速理清问题的核心,明确问题的约束条件和目标。
例如,在研究城市交通拥堵问题时,关键可能在于分析车流量、道路容量、信号灯设置等因素之间的关系,并确定如何优化交通流量以减少拥堵。
其次,优秀论文中的模型建立具有创新性和合理性。
学生们不会拘泥于传统的模型和方法,而是敢于尝试新的思路和技术。
他们可能会结合多种数学方法,如概率论、线性规划、微分方程等,构建一个综合性的模型,以更精确地描述问题。
再者,数据处理和分析能力也是至关重要的。
为了验证模型的有效性,需要收集大量的数据,并进行有效的清洗、整理和分析。
在这个过程中,学生们需要运用统计学知识,判断数据的可靠性和代表性,运用合适的方法对数据进行拟合和预测。
以一篇关于电商平台商品推荐系统的数学建模论文为例。
在这篇论文中,学生们深入研究了用户的购买历史、浏览行为、评价等数据,通过构建协同过滤模型和基于内容的推荐模型,为用户提供个性化的商品推荐。
他们不仅考虑了用户的兴趣偏好,还考虑了商品的热门程度、时效性等因素,使得推荐结果更加准确和实用。
在模型求解方面,他们采用了高效的算法和计算工具,如 Python 中的相关库和机器学习框架,快速得到模型的解。
并且,通过大量的实验和对比分析,验证了模型的性能和优越性。
此外,优秀的论文还注重结果的解释和应用。
模型求解得到的结果不是孤立的数字,而是需要结合实际情况进行合理的解释和分析。
数学建模国赛国家二等奖优秀论文
承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛网站下载)。
我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛章程和参赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):所属学校(请填写完整的全名):参赛队员(打印并签名) :1.刘冲2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)日期: 2013 年 9 月 16 日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):车道被占用对城市道路通行能力的研究摘要本文就交通事故对通行能力的影响进行分析研究,主要对实际通行能力的变化、排队长度、事故持续时间、交通流量等问题建立相应的数学模型,并运用、等软件工具对模型求解。
SPSS MATLAB针对问题一,首先对视频一进行数据采集和提取,利用插值法对缺失数据进行补充。
然后以基本通行能力、可能通行能力为基础,综合考虑外界动态因素,构建出“合流难度系数”模型,进而得出实际通行能力的函数式,由此详细地描述出事故横断面处实际通行能力的变化过程。
针对问题二,首先应用配对样本t检验法得出所占车道不同对通行能力的确存在显著性差异的结论。
2013年国赛A题优秀论文
车道被占用对城市道路通行能力的影响摘 要本文通过建立格林伯模型,探讨了车道被占用对城市道路实际通行能力影响的问题。
对于问题一,为描述事故所处横截面实际通行能力的变化过程,我们先将车型分为四类,观察视频一中事故发生道路横截面,对通过截面的各类车型的数量每两分钟统计一次,根据折算标准车方案:总车数=小汽车+中型车*1.5+大型车*2+特大型车*3的计算公式折算成标准车,运用excel 软件得到反映变化趋势的折线图,并对折线图进行了分析,给出了事故所处横截面实际通行能力的变化过程描述。
对于问题二,我们依旧将车型分为四类,每两分钟统计一次通过事故截面的流量。
运用matlab 软件拟合得到各时间段内流量的状态趋势线。
运用以上结果利用matlab 软件得到反映实际通行能力的图像描述并得到:车道三的疏通能力及实际通行量均强于车道一,并对差异产生的原因进行了详细分析。
对于问题三,为得到路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系,先建立了MAEQL 模型)(**),(),()(L 11_--==----+=∑∑m j M i Mi m D U o D k k M ML k t i N t i N N t由此求得排队长度)(L _t D 的数值,然后运用excel 对数据进行回归分析,得到:事故持续时间与排队长度呈负相关、路段上游车流量与排队长度呈正相关、实际通行能力与排队长度呈负相关。
我们用回归分析方法通过matlab 编程验证了模型的正确性。
对于问题四,我们根据堵塞情况建立了停车波与启动波模型,即格林希尔治模型,经过数据分析与验证,该模型在通常的交通流密度下与实际交通流状况相符,而在交通流密度很大时该模型与实际情况有一定偏差。
我们对模型进行修正,并对数据进行分析和处理得到事故持续时间与排队长度的关系表,从表中可读出在11分钟时,车辆排队长度将到达上游路口。
关键词:MAEQL 模型 回归分析 格林希尔治模型一问题的重述车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素,导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低的现象。
国赛数学建模A题优秀论文之欧阳引擎创编
葡萄酒的评价模型欧阳引擎(2021.01.01)海军航空工程学院(烟台) 史成巍许志鹏王鑫指导教师司守奎专家点评:本文格式基本规范,表达较清晰。
解决问题一方法适当,结论正确;问题二以相关系数筛选出与葡萄酒质量相关性较大的理化指标与葡萄酒质量一起作为评估葡萄质量的评价指标,进行聚类分析,思路简明,结论较合理。
问题三进行理化指标的相关性分析,切入准确,但对结果的说明不够充分。
不足之处是在问题二到问题四中没有充分考虑芳香类物质的使用,问题四中对如何判定“葡萄和葡萄酒的理化指标是否能用来评价葡萄酒”时方法略有不妥,导致结论不当。
点评人:济南大学数学科学学院许振宇副教授摘要:本文主要针对葡萄酒的评价问题建立了相关数学模型。
在对两组评酒员的评价是否存在显著性差异的问题中,首先验证了两组评酒员的评价结果服从正态分布,并通过方差分析法对两组评酒员的评价结果进行了分析,发现两组评酒员对于红葡萄酒和白葡萄酒的评价结果均存在显著性差异,由于第二组评酒员的评分方差更小,故评价结果均衡度更好,其结果可信度更大。
在对酿酒葡萄进行分级的问题中,首先以相关系数衡量葡萄理化指标与葡萄酒质量的相似性程度,然后筛选出与葡萄酒质量相关性较大的理化指标与葡萄酒质量一起作为评估葡萄质量的评价指标,利用筛选出的评价指标对酿酒葡萄进行聚类分析,将红葡萄和白葡萄均分成了四类。
最后以每类中对应葡萄酒质量评分的均值作为该类葡萄的分数,从而定出四类的级别,以对应国家葡萄酒的四级分类标准。
在分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标间的联系问题中,本文采用偏最小二乘回归分析法对指标间的联系进行了分析计算,发现葡萄酒中的某些理化指标与葡萄的某些理化指标存在较强的相关性,比如白葡萄中的总糖和还原糖对白葡萄酒中顺式白藜芦醇苷和顺式白藜芦醇以及反式白藜芦醇的影响较大。
在判断葡萄与葡萄酒的理化指标与葡萄酒的质量间关系的问题中,首先对葡萄和葡萄酒的理化指标与葡萄酒的质量进行了相关性分析,发现某些理化指标与葡萄酒的质量相关性很大。
全国大学生统计建模大赛获奖论文选
全国大学生统计建模大赛获奖论文选全国大学生统计建模大赛获奖论文选近日,由中国统计学会举办的全国大学生统计建模大赛圆满落幕,选出了一批优秀的获奖论文。
本文将为大家介绍其中几篇优秀论文和他们的研究成果。
第一篇获奖论文是来自某高校的王同学和李同学的合作研究。
这篇论文的题目是《基于深度学习的城市交通流量预测模型研究》,他们利用了深度学习的强大表征学习能力,对城市交通流量进行了预测。
通过收集大量的城市交通数据,他们构建了一个基于循环神经网络的模型,能够准确地预测未来的交通流量。
这个研究成果对于交通运输部门的交通管理、城市规划等方面具有重要的实际应用价值。
第二篇获奖论文是来自另一所高校的张同学和刘同学的合作研究。
他们的研究题目是《基于主成分回归的股票价格预测模型研究》,通过分析大量的股票市场数据,他们发现了一些影响股票价格波动的重要因素,并利用主成分回归模型对股票价格进行了预测。
他们的研究发现,股票市场中的宏观经济指标、行业因素、股票基本面等因素都对股票价格有较大的影响,这对于投资者的决策和风险管理具有重要启示。
第三篇获奖论文由一所知名大学的陈同学和赵同学合作完成。
他们的研究题目是《面向销售预测的客户细分模型构建与应用研究》。
通过对一家电商平台的销售数据进行分析,他们发现了不同客户群体的购买行为模式和特点。
在此基础上,他们构建了一个客户细分模型,能够将客户分为几个不同的细分群体,并对每个细分群体的未来购买行为进行预测。
这个研究成果对于电商企业的精准营销和客户关系管理具有重要意义。
以上只是全国大学生统计建模大赛中几篇优秀论文的一个缩影。
从这些论文中,我们不仅看到了大学生们创新的研究思路和方法,也看到了统计学在现实问题中的重要应用。
这些获奖论文的研究成果对于相关行业和领域的发展都具有重要的参考价值。
此次全国大学生统计建模大赛不仅为大学生们提供了一个展示自己研究成果的平台,也促进了统计学领域的交流与合作。
相信在未来的日子里,这些优秀论文的研究成果将会在实际应用中发挥更大的作用,为社会的发展做出更多贡献。
国赛一等奖论文
3.多层次模糊综合评价决策法评估科学研究对教师绩效指标的影响 (1)科学研究综合评价的指标体系的确定根据科学研究的特点,并经过专家的调查,建立以下数学模型。
(2)科学研究的等级的划分在评价科学研究时,可以将其划分为不同的等级,在此,从专家打分的角度把评价等级划分为“A B C D E 、、、、 ”五个等级。
每个等级对应的得分如下表 等级得分10分8分6分4分2分因此,得分集可以表示为{}10V =分,8分,6分,4分,2分(3)()1131213C B C C ⎧⎪⎨⎪⎩科研项目()科学研究综合评价科研经费()科研成果()131114D C D ⎧⎨⎩主持横向科研项目数()科研项目()主持纵向科研项目数()15121617D C D D ⎧⎪⎨⎪⎩承担纵向经费数量()科研经费()承担横向经费数量()各项累计的可提成的经费数量()18131920D C D D ⎧⎪⎨⎪⎩科研获奖()科研成果()论文著作()专利数量()确定各项指标i C 隶属于V 中等级的隶属度(),i j r 采用评委会评分法确定隶属度(),i j r 。
若评委会由n 人参与评价,那么指标层中某一指标隶属于V 中某一等级的隶属度可以表示为(),,i i j D D V j r n=对中的某一指标全体评委中评其为中第个等级的人数由于D 中的8个指标按科研项目,科研经费,科研成果三个准分成了3类,把每个类别中的元素作为一个整体来构造评价矩阵,科研项目11C 中的“主持横向科研项目数”、“主持纵向科研项目数”对得分集V 中的5个等级而言,可以得到25⨯的矩阵11R ,同样对12C 、13C可分别得到12R 、13R ,即()()()()()()()()()()13,113,213,313,413,51114,114,214,314,414,5r r r r r R r r r r r ⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦()()()()()()()()()()()()()()()15,115,215,315,415,51216,116,216,316,416,517,117,217,317,417,5r r r r r R r r r r r r r r r r ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦()()()()()()()()()()()()()()()18,118,218,318,418,51319,119,219,319,419,520,120,220,320,420,5r r r r r R r r r r r r r r r r ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦(4)权重k a 的确定在综合评价体系中C 层指标和D 层指标,它们在综合评价体系中的重要程度是不一样的。
2012国赛b题一等奖论文
将单位面积的第 i 种类型光伏电池在时间[t1,t2]内创造的总利润记为单位利润 pi ,则
pi
0.5 Wi (t )dt Di Wpi
t1
Ai
(i 1, 2,.., 23)
上式中, W pi 代表第 i 种类型的光伏电池的峰值功率,[t1,t2]为计算积分的时间区间,本 文中取为 35 年。 在小屋的不同面上,光照条件存在着很大的差异,这对于光伏电池的选择有重要的 影响。为了计算小屋的不同面上单位利润 pi 的值进而分析应该选用的电池型号,需要首 先计算出不同面上在一年中的光照强度变化规律。 利用题中所给的数据容容易得到小屋周围的四个侧面光辐射强度随时间的变化规 律。而对于屋顶面,由于它与水平面存在一定的夹角,需要单独进行计算。下面利用面 积等效的思想来分析屋顶的南北面的光辐射强度。 某一平面接受的总的太阳光辐射强度可以分为两个方面,即直射辐射强度和散射辐 射强度。直射辐射强度由该平面在太阳光线的法平面上的投影面积的大小决定。当两个 平面的投影面积相等时,其直射辐射强度相等。而该平面的散射辐射强度的大小则与该 平面的倾角呈反相关。当倾角为 0 时,其散射辐射强度最大。随着倾角的增大,散射强 度逐渐减小。 因此,屋顶南面可以利用一个水平面和一个铅垂面来等效替代。由于屋顶的南面与 等效的两个平面在太阳光的法平面上投影面积相等,所以屋顶南面的直射强度可以用等 效的两个平面的直射强度之和来代替。利用相似的方法也可以对屋顶北面进行分析。 屋顶南面与北面的散射辐射强度可以根据各自倾角进行直接计算。最终,可以得到 屋顶南北面的总辐射强度随着时间的变化规律。 综上,将积分运算转化为求和运算,利用题中所给的数据,借助于 Matlab 软件编 程得到小屋的不同面上采用不同类型的光伏电池时的单位利润(表 1) 。 表 1 不同面上采用不同类型的光伏电池时的单位利润(元)
国赛数学建模竞赛优秀论文
I 、问题重述 确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品评。
每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分,然后求和得到其总分,从而确定葡萄酒的质量。
酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。
附件1给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果,附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据。
请尝试建立数学模型讨论下列问题:请尝试建立数学模型讨论下列问题: 1. 分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异,哪一组结果更可信?中两组评酒员的评价结果有无显著性差异,哪一组结果更可信? 2. 根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。
根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。
3. 分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。
分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。
4.分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响,并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量?酒的理化指标来评价葡萄酒的质量?II 、问题分析问题思路问题一: 本问题中,两组各10名评酒员分别对27种红葡萄酒和28种白葡萄酒进行评分。
其中,评分标准一样,评酒员都能理性的按照标准给酒一个合理的评分。
由于,每个人的口感、视觉效果和嗅觉不一样,品酒员给每种酒打的分数不一样而产生误差。
品酒员给每种酒打的分数不一样而产生误差。
根据表格,根据表格,分别计算出两组10名评酒员的评价总分、标准方差、平均值。
运用SAS 对两组进行配对样本T 检验,并用Excle 进行图标分析。
对比两种结果并得出统一结论。
给及两组评酒员的评价结果的差异性和可信度进行评估。
组评酒员的评价结果的差异性和可信度进行评估。
问题二:根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级,这里的分级问题需要考虑两方面的问题处理:1、对葡萄理化指标和影响葡萄酒质量评定的标准进行整合分析,2、现实中还没有统一的酿酒葡萄分级标准,现实中还没有统一的酿酒葡萄分级标准,对本题中葡萄进行分级需要有一对本题中葡萄进行分级需要有一套标准。
国赛数模冲刺必看公交调度一等奖论文
第三篇 公交车调度方案的优化模型2001年 B 题 公交车调度公共交通是城市交通的重要组成部分,作好公交车的调度对 于完善城市交通环境、改进市民出行状况、提高公交公司的经济 和社会效益,都具有重要意义。
下面考虑一条公交线路上公交车 的调度问题,其数据来自我国一座特大城市某条公交线路的客流 调查和运营资料。
该条公交线路上行方向共14 站,下行方向共13 站,表3-1给出的是典型的一个工作日两个运行方向各站上下车的乘客数量统计。
公交公司配给该线路同一型 号的大客车,每辆标准载客100 人,据统计客车在该线路上运行的平均速度为20 公里/小时。
运营 调度要求,乘客候车时间一般不要超过10 分钟,早高峰时一般不要超过5 分钟,车辆满载率不应 超过120%,一般也不要低于50%。
试根据这些资料和要求,为该线路设计一个便于操作的全天(工作日)的公交车调度方案,包 括两个起点站的发车时刻表;一共需要多少辆车;这个方案以怎样的程度照顾到了乘客和公交公司 双方的利益;等等。
如何将这个调度问题抽象成一个明确、完整的数学模型,指出求解模型的方法;根据实际问题 的要求,如果要设计更好的调度方案,应如何采集运营数据。
表3-1某路公交汽车各时组每站上下车人数统计表上行方向:A13开往A0站名 A13A12 A11 A10 A9 0.73 76 A8 2.04 90 A7 1.26 48 A62.29 83 A5 A4 A3 A2 A1 A0 站间距(公里)5:00-6:001.6 0.5 1 1 1.2 0.4 1 1.03 0.53 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下371 060 8 52 9 43 13 85 32 26 18 45 24 45 25 11 85 0 57 0 20 48 45 81 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:009:00-10:001990376 333 256 99 105 164 3626634 528 447 205 227 272 2064 322 305 235 106 123 169 1186 205 166 147 81 75 120 151 120 108 52 55 81 181 157 133 54 58 84 141 140 108 46 49 71 141 103 84 39 41 70 104 108 82 589 239 948 461 477 300 281 181 215 136 254 131 215 111 186 103 162 78 594 588 868 315 542 523 622 800 958 510 176 308 307 68 407 208 300 288 921 904 259 465 454 99 0615 00 1058 1097 1793 801 469 560 636 1871 1459 549 634 304 407 214 299 264 321 204 263 185 221 180 189 180271 621 172 411 119 280 135 291 129 256 103 197 90 486 971 324 551 212 442 253 420 232 389 211 297 185 339 185439 157 275 234 60 0 0 440 245 339 408 1132 759 267 78 143 162 36 250 136 187 233 774 201 75 123 112 26 178 105 153 167 532 260 74 138 117 30 196 119 159 153 534 221 65 103 112 26 164 111 134 148 488 0 483 0 010:00-11:00 上 923下 0 385 0 11:00-12:00上 957 下 0340 0 12:00-13:00 上 873下 0 333 0 13:00-14:00上 779 173 66 108 97 23 下 0137 85 113 116 384 263 0 14:00-15:00 上 625170 49 139 80 150 49 75 97 120 383 85 85 20 85 20 下 0 36 39 47 82176 80239 015:00-16:00上 63512498 152下36 16:00-17:00 上 1493299 240 199 80 85 135 17:00-18:00 上 2011379 311 230 39 57 88 396 194 497 257 167 108 91 209 404 450 479 694 165 237 85 196 210 441 296 573 108 231 50 339 428 731 586 957 201 390 88 129 80 107 110 353 390 120 208 197 49 335 157 255 251 800 508 140 250 259 61 229 0 下 0557 0 下 0110 118 171 124 107 89 390 253 293 378 1228 793 18:00-19:00 上 691194 53 93 82 22 0 336 0 下 045642250163714348 55 23 43 17 32 14 3 80 46 34 36 24 26 21 2 150 89 131 125 428 19:00-20:00 上 350 89 83 60 59 52 62 5 27 48 22 34 16 30 1 48 64 38 46 28 40 3 47 66 204 37 47 160 27 41 128 11 下 0 63 116 75 108 40 196 77 139 0 20:00-21:00 上 304 72 9 下 0 38 80 84 143 47 117 0 21:00-22:00 上 209 53 55 29 6 下 0 19 0 33 78 63 125 5 92 0 22:00-23:00 上 5 5 3 2 9 1 下 33 58 18 17 27 12 7 9 32 21 表3-1(续) 某路公交汽车各时组每站上下车人数统计表 下行方向:A0 开往A13站名 A0A2 1.56 3 A31 A4 0.442 A5 1.2 A6 A7 A8 1.3 A9 2 A10 A11 A12 A13 站间距(公里) 5:00-6:00 0.97 2.29 0.73 1 1 1 0.5 1.62 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下22 0 4 4 4 3 3 3 0 3 0 9 0 2 1 1 6 7 7 5 3 4 2 6:00-7:00 7:00-8:00 795 0 143 70 167 40 84 151 184 420 710 404 756 235 410 155 246 127 199 105 174 102 166 130 219 169 253 305 459 468 737 328 635 138 266 112 186 105 190188 205 455 780 532 827 308 511 206 346 150 238 144 215 133 210 165 238 194 307 404 617 649 109 195 272 849 333 856 162 498 120 320 108 256 92 137 147 343 545 345 529 203 336 150 191 104 175 95 130 93 45 53 75 138 16 40 109 126 444 120 428 76 108 271 2328 380 294 2706 374 266 1556 204 427 156 492 158 274 100 183 59 224 157 224 149 125 80 331 374 354 367 198 199 143 147 107 122 88 45 0 0 265 373 958 153 46 237 376 1167 99 27 136 219 556 8:00-9:00 0 0 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:000 0 902 0 157 147 103 130 94 276 50 82 59 96 48 68 40 65 43 60 49 78 64 18 154 438 15 128 346 0 59 185 41 847 0 132 48 67 0 48 143 34 706 0 90 118 40 66 12 98 13 0 261 0 70 40 205 97 127 102 136 118 155 152 215 277 401 432 103 104 90 119 36 770 0 97 126 43 59 75 43 209 101 246 141 341 229 549 388 127 42 115 309 15 118 346 19 839 0 133 84 156 48 69 120 112 166 136 253 266 452 416 342 304 147 147 94 0 48 153 54 1110 170 110 1837 260 175 3020 474 330 1966 350 189 73 79 0 0 63 167 95 102 144 425 122 34 162 269 784 205 56 278 448 1249 132 40 246 320 1010 330 96 146 106 248 194 204 150 88 0 0 304 157 494 122 423 48 587 193 399 129 165 59 0 0 934 1016 606 471 787 187 306 153 230 144 243289 690 124 290 87 335 505 143 201 102 146 95 0 0 939 0 223 130 113 107 75 56 86 43 70 40 6717 0 59 155 36 154 398 640 0 126 43 69 13 95 12 0 319 0 43 219 82 90 127 34 636 0 110 73128 4156 98 4219213210712310129022:00-23:00 上下294433551202420468758 359241694247156017335 0108 49 136 公交车调度方案的优化模型*摘要:本文建立了公交车调度方案的优化模型,使公交公司在满足一定的社会效益和获得最大经济效益的前提下,给出了理想发车时刻表和最少车辆数。
数学建模国赛优秀论文
Vm
h' L1 tan 0
S (h ' ( L1 x ) tan )dx
(2)模型求解与验证: 由于以上体积函数形式不一,且较为复杂,若通过正常的积分求取结果会比 较繁琐。考虑问题一不要求找出具体函数关系,只需要每隔 1cm 标注一次结果, 故利用龙贝格积分 [2 ] 算法求解积分的数值解,从而对罐容量进行标定。龙贝格积 分法具体算法如下: 设用复合梯形计算积分 f x dx 的近似值, 取步长 h
2.14° =4.6°
得到α和β后,对罐容量进行重新标定。检验模型时利用相对标准偏差的思 想,构造评价函数 ,得到结果 0.0055%,误差极其微小,说明了所建模型 的正确性和可靠性。 所建模型充分利用了附表中的数据,并合理地筛选了有效数据,适于推广到 运输,化工,储藏行业。
图4
油罐内油料体积
V ( h)
h L1 tan 0
S (h ( L1 x) tan )dx
② L2 tan h M L1 tan 时:如图 5 所示
图5
油罐内油料体积 V (h)
L1 L2
0
S (h ( L1 x) tan )dx
-7-
Hale Waihona Puke 贝格算法计算得到油位高度间隔为 1cm 的罐容表标定值,列表如下:
表 1 小椭圆型储油罐罐容表
油高(mm) 储油罐油量(L) 油高(mm) 储油罐油量(L) 油高(mm) 储油罐油量(L) 0 0~1.674387 400 965.660776 800 2661.422634 10 3.531122 410 1004.953782 810 2703.552425 20 6.263648 420 1044.583921 820 2745.491028 30 9.976866 430 1084.534871 830 2787.224773 40 14.758956 440 1124.790717 840 2828.739779 50 20.694101 450 1165.335924 850 2870.021937 60 27.858068 460 1206.155298 860 2911.056886 70 36.320883 470 1247.233966 870 2951.829995 80 46.147722 480 1288.557344 880 2992.326337 90 57.399578 490 1330.111117 890 3032.530662 100 70.133778 500 1371.881217 900 3072.42737 110 84.404394 510 1413.8538 910 3112.000481 120 100.262581 520 1456.01523 920 3151.233596 130 117.756843 530 1498.352059 930 3190.109866 140 136.933273 540 1540.851013 940 3228.611946 150 157.818421 550 1583.498973 950 3266.721951 160 180.259099 560 1626.282961 960 3304.421402 170 203.999405 570 1669.190128 970 3341.691168 180 228.906603 580 1712.20774 980 3378.511401 190 254.884875 590 1755.32316 990 3414.861462 200 281.857661 600 1798.523842 1000 3450.719834 210 309.760769 610 1841.797318 1010 3486.06402 220 338.538729 620 1885.131182 1020 3520.870436 230 368.142595 630 1928.513081 1030 3555.114269 240 398.5285 640 1971.930708 1040 3588.76932 250 429.656656 650 2015.371783 1050 3621.80782 260 461.49062 660 2058.824048 1060 3654.20019 270 493.996746 670 2102.275257 1070 3685.91477 280 527.143753 680 2145.713159 1080 3716.917462 290 560.902397 690 2189.125495 1090 3747.171291 300 595.245191 700 2232.499981 1100 3776.635821 310 630.146191 710 2275.824302 1110 3805.266392 320 665.580805 720 2319.086097 1120 3833.013049 330 701.525646 730 2362.272952 1130 3859.819002 340 737.958395 740 2405.372383 1140 3885.618241 350 774.857693 750 2448.371831 1150 3910.33151 360 812.203042 760 2491.258644 1160 3933.85845 370 849.974723 770 2534.020068 1170 3956.05568 380 888.153723 780 2576.643232 1180 3973.212325 390 926.721671 790 2619.115135 1190 3992.388755 1200 4009.883017 为分析模型的准确性, 将模型求得的数据与表中所给数据在同一坐标中作出 V-h 曲线图如下:
国赛A题优秀论文
葡萄酒的评价模型摘要本文主要解决葡萄酒的评价问题,运用多种数理统计方法通过MATLAB和SPSS软件对可能影响葡萄酒质量的因素进行统计分析,初步得出对葡萄酒的理化指标评价和主观评价具有差异性。
对于问题一中的显着性差异分析,针对两组评酒员对于每一种酒的评分,本文用α=),结果显示两组评酒员对红葡萄酒和白葡萄酒的评分MATLAB进行t检验(0.05都具有显着性差异。
对于可信度的问题,我们用EXCEL进行方差与置信区间的综合分析,得出对红、白葡萄酒的评价结果第二组可信度均较高。
问题二,首先用相关性分析计算出各个理化指标之间以及各理化指标与葡萄酒质量间的Pearson相关系数r,然后选取和葡萄酒质量相关程度较大(0.2r>)的理化指标进行聚类分析,依照指标的不同情况可将其分别分为3、4、5类,得出在每种分类情况下的分类方案。
最后,我们计算每种分类方案下各类酿酒葡萄质量得分的平均值,分值越高则级别越高,确定了最终的分级方案。
问题三,我们先对酿酒葡萄的理化指标进行主成分分析,利用降维技术找出能代表酿酒葡萄的主要理化指标,然后再将得出的主要理化指标与葡萄酒的理化指标进行相关性分析,根据相关系数确定二者理化指标间的关系。
结果表明,葡萄酒的理化指标除了由相对应的酿酒葡萄的理化指标决定外,还可由其它相关性大的理化指标决定。
最后,对问题四建立多元线性回归分析模型,对第一问中计算出了红、白葡萄酒和葡萄的样本相关系数进行比较,发现用葡萄的理化指标衡量葡萄酒的质量是不全面的,芳香物质可能会影响酒的香气从而影响酒的整体质量。
因此在第二小问中,先根据葡萄酒中芳香物质的化学成分将其分类(醛、烃、醇、酯、酸、酮以及其他含氧有机物),再利用多元线性回归模型计算出其样本相关系数,说明芳香物质通过酒的香气来影响酒的品质,从而说明了理化指标分析和主观评分在葡萄酒质量分析中的差异性。
关键词:t检验相关性分析聚类分析主成分分析多元线性回归问题重述葡萄酒是世界公认的对人体有益的健康酒精饮品,其生产方式方便,经济,且风味极佳.因而越来越受到广大市民的青睐,同时葡萄酒的质量以及等级划分也越来越受到人们的关注。
全国赛优秀论文
承诺书我们仔细阅读了暑期数学建模竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B中选择一项填写): A参赛队员(打印并签名) :1. 任慧慧2. 左艺鸣3. 孙德明指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):教练组日期: 2013 年 8 月 19 日评阅编号(由组委会评阅前进行编号):编号专用页评阅编号(由组委会评阅前进行编号):统一编号:评阅编号:A题城市表层土壤重金属污染分析摘要针对问题一,通过对数据的处理,利用matlab软件绘制出8种不同重金属元素浓度的空间分布图,在这过程中我们发现,地区的综合污染指数随着海拔高度的改变而改变,随着海拔的增高,污染程度呈下降趋势,且海拔高度对综合污染指数影响较显著。
总体来说,污染程度由西南部平原向东北部山地递减。
我们利用内梅罗指数法建立土壤重金属污染物的综合评价模型求得各种金属在不同区域的影响来分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
在考虑不同重金属对土壤的有害程度不同的情况下,将单因子污染指数中的平均数用加权平均数来求,求出各种金属的污染程度。
再用综合指数法将城市5个不同区域重金属元素危害指数划分污染程度等级,得出如下结论:2类区严重污染(工业区),4类区中度污染(交通区),1类区轻度污染状态(生活区),5类区轻度污染状态(公园绿地区),3类区较环保状态(山区)。
针对问题二,针对问题三,针对问题四,关键字:matlab软件内梅罗指数法偏微分方程一.问题重述1.1问题背景随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
全国大学生数学建模大赛国家一等奖优秀论文系泊系统的设计
系泊系统的设计摘要本文详细对系泊系统的各个机构进行了力学分析,针对系泊系统的要求,建立优化模型,求解系泊系统在多种环境下的最优解,使得浮标游动范围,吃水程度和钢桶倾斜角度尽可能的小。
针对问题一,本文对系泊系统的受力及力矩进行了分析,基于浮标倾斜的考虑,得到了平衡状态下关于受力平衡及力矩平衡的方程组。
由于方程组数量较多及相互影响的特点,直接求解十分困难。
因此我们考虑以浮标两边的浸水长度,h h为变量,12利用搜索算法对方程组进行求解,并得到相应的结果。
如当风速为12m/s时,钢桶的倾斜角度1.0405°,从上到下钢管的倾斜角度分别为1.0086°、1.0146°、1.0206°、1.0267°,浮标吃水深度0.735m,浮标游动区域半径14.4429m。
针对问题二,首先将风速为36m/s的情况代入问题一建立的模型中,但是得到的结果不满足题目所给定的要求。
则考虑在重物球质量一定的条件下,以浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角为目标,建立了一个单决策变量的多目标最优系泊模型,相比于问题一,此问的变量更多,更加难于求解,故考虑将多目标转化成单目标的问题进行求解,并继续使用搜索法对问题进行求解。
最后找到了三组可行解,其中最优解是重力球的质量为2102kg.针对问题三,本文中有三个决策变量以及三个变系数,相比于前两问,无论是计算量还是计算维数,难度更大。
为了求解该问,建立了一个多决策变量的多目标变系数的最优系泊系统模型,为了简便运算,我们建立了变步长的搜索算法,并最终求解得到结果,得到的一组解为:选用了III型号的锚链,重物球质量为2800kg,锚链长度为23.4m。
针对论文的实际情况,对论文的优缺点做了评价,文章最后还给出了其他的改进方向,以用于指导实际应用。
关键词:系泊系统设计;力的平移定理;多目标;优化模型;搜索算法1.问题的重述一个由浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成的近浅海观测网的传输节点。
全国优秀教育教学论文评选大赛一等奖《利用多媒体教学》
利用信息技术,突破语文教学难点内容摘要:信息技术不仅提供资源环境,还作为情境探究和发现学习工具:一定的社会行为总是伴随行为发生所依赖的情境。
如果要求学习者理解这种社会行为,最好的方法是创设同样的情境,让学生具有真实的情境体验,在特定的情境中理解事物本身。
根据一定的课程学习内容,利用多媒体集成工具或网页开发工具,将需要呈现的课程学习内容以多媒体、超文本、友好交互等方式进行集成、加工处理,转化为数字化学习资源,根据教学的需要,创设一定的情境,并让学习者在这些情境中进行探究、发现,有助于加强学习者对学习内容的理解和学习能力的提高。
本文拟就在信息技术教育与小学语文课程整合的研究与实践中,采用信息技术手段,突破教学难点谈点体会。
关键词:现代信息技术、阅读教学、难点、时空计算机集文字、图形、图像、音频、视频等多种媒体于一体,动静结合、图文并茂。
如果在小学语文阅读教学领域引入计算机这种辅助教学工具,不但能丰富课堂教学手段,还能优化课堂教学结构,在很大程度上突破教学难点,提高课堂教学效率,拓宽学生的时空观,促进学生各方面能力的培养。
下面就是我根据低、中、高年级学生不同的年龄特点与学习内容,运用现代信息技术手段突破教学难点所做的一点尝试。
一、FLASH:化难为易在小学语文阅读教学中,我们往往会为了突出教学重点或突破、解决教学难点而花费了大量的时间和精力,然而结果是学生的感触仍不深,且容量易产生疲劳感,甚至出现厌烦情绪。
而运用现代信息技术手段能活化课文内容情景,化难为易,方便学生对课文内容的理解。
如教学《詹天佑》一课时,讲到詹天佑顺着山势设计了一种“人”字形线路一部分,由于这方面内容离学生生活实际较远,学生在刻板的文字说明中很难理解和接受课文知识。
我为了平缓教学的坡度,突破教学难点,在教学中运用了现代信息技术FLASH,设计了这样的一个动画教学环节:一列两个车头的火车向北前进,前面的车头拉,后面的车头推,配以火车的特有的“隆隆”轰鸣声。
数学建模国赛一等奖论文
电力市场输电阻塞管理模型摘要本文通过设计合理的阻塞费用计算规则,建立了电力市场的输电阻塞管理模型。
通过对各机组出力方案实验数据的分析,用最小二乘法进行拟合,得到了各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。
按照电力市场规则,确定各机组的出力分配预案。
如果执行该预案会发生输电阻塞,则调整方案,并对引起的部分序内容量和序外容量的收益损失,设计了阻塞费用计算规则。
通过引入危险因子来反映输电线路的安全性,根据安全且经济的原则,把输电阻塞管理问题归结为:以求解阻塞费用和危险因子最小值为目标的双目标规划问题。
采用“两步走”的策略,把双目标规划转化为两次单目标规划:首先以危险因子为目标函数,得到其最小值;然后以其最小值为约束,找出使阻塞管理费用最小的机组出力分配方案。
当预报负荷为982.4MW时,分配预案的清算价为303元/MWh,购电成本为74416.8元,此时发生输电阻塞,经过调整后可以消除,阻塞费用为3264元。
当预报负荷为1052.8MW时,分配预案的清算价为356元/MWh,购电成本为93699.2元,此时发生输电阻塞,经过调整后可以使用线路的安全裕度输电,阻塞费用为1437.5元。
最后,本文分析了各线路的潮流限值调整对最大负荷的影响,据此给电网公司提出了建议;并提出了模型的改进方案。
一、问题的重述我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行,随着用电紧张的缓解,电力市场化将进入新一轮的发展,这给有关产业和研究部门带来了可预期的机遇和挑战。
电网公司在组织电力的交易、调度和配送时,必须遵循电网“安全第一”的原则,同时按照购电费用最小的经济目标,制订如下电力市场交易规则:1、以15分钟为一个时段组织交易,每台机组在当前时段开始时刻前给出下一个时段的报价。
各机组将可用出力由低到高分成至多10段报价,每个段的长度称为段容量,每个段容量报一个段价,段价按段序数单调不减。
2、在当前时段内,市场交易-调度中心根据下一个时段的负荷预报、每台机组的报价、当前出力和出力改变速率,按段价从低到高选取各机组的段容量或其部分,直到它们之和等于预报的负荷,这时每个机组被选入的段容量或其部分之和形成该时段该机组的出力分配预案。
数学建模国赛一等奖论文
次数
角度
61 89.6517
62 90.5258
63 91.5583
64 92.6679
65 93.5032
66 94.196
67 95.6332
68 96.34007
69 97.40224
70 98.11175
次数
角度
121 149.1928
122 150.5944
123 151.3184
124 152.0596
bij bij
cij cij
0.133 1
然后导出了两个 256 256的Excel表格,就是待测物体1、2的吸收率的表格,
03 二三问 SECOND AND THIRD
特定十个点的吸收率
我们进行相应的坐标转换,由于题中给出的是点与边界之间的距离,所以我们要把长度坐标轴中点的坐
标转ห้องสมุดไป่ตู้成导出的 256 256 表格中的具体位置。
03 二三问 SECOND AND THIRD
几何图形的重建
我们利用上面得到的正弦图采用 滤波反投影法反投影出模版原本 的几何形状。采用Mathematica 中逆拉东算法,将数据信息反投 影,得到了初步的几何图形。
03 二三问 SECOND AND THIRD
几何图形的重建
随后我们采用同样的方法制作了标定模版的逆拉东CT图来检验图形位置和角度的正确性。但是得到的 图像与题中已给的图像信息不符,位置和角度都发生了偏移。我们把180组的每组数据选取接收信息的 极大值(衰减能量最多的时候是射线经过椭圆圆心),将它对应到256的中心位置,做到对旋转中心角 度的修正。所以以下是我们对图的进行矫正的过程。首先是旋转中心的矫正,如下图(左边是几何图 形,右边是正弦图):
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
B甲004目录摘要 (3)关键词 (3)一、系统方案 (3)1.1、方案比较与论证 (3)1.1.1、控制器模块 (3)1.1.2、电机及驱动模块 (3)1.1.3、测速模块 (4)1.1.4、音频产生模块 (4)1.1.5、无线收发模块 (4)1.1.6、声音采集处理模块 (4)1.2、最终方案 (4)二、电路设计 (5)2.1、系统组成 (5)2.2、电动机驱动电路 (5)2.3、行程测量模块 (5)2.4、声光报警模块 (6)2.5、周期性音频脉冲信号产生模块 (6)2.6、无线收发模块设计 (6)2.7、声音采集计算系统 (6)三、软件设计 (7)3.1、电机驱动部分流程图 (7)3.2、主程序流程图 (7)3.3单片机控制MMC-1芯片的程序 (7)3.4无线接收模块程序 (7)四、系统测试 (8)4.1、测试仪器 (8)4.2、调试 (8)4.2.1 速度调试 (8)4.2.2 功率放大测试 (8)4.2.3 声源频率测试 (8)4.2.4 声音接收测试 (8)五、总结 (9)5.1、结论 (9)5.2、结束语 (9)六、参考文献 (9)七、附录 (9)附录一、部分电路原理图 (9)附录二、主程序流程图 (11)附录三、部分程序附录 (13)摘要:本课题设计制作小组本着简单、准确、可靠、稳定、通用、性价比低的原则,采用STC89C52作为声源系统的控制核心,使用凌阳SPCE061A作为音频信号分析处理系统核心,应用电机控制ASSP芯片MMC-1驱动电机。
本系统电路分为声源移动模块,声音产生模块,声音采集处理模块,无线控制模块和显示报警模块。
声音收发和无线传输模块测量声源与声音接收器之间的距离,控制声源移动。
首先测量声源S距A、B的距离差,距离差为零表示小车已运动到OX线,然后测量S距A、C的距离差,距离差为零表示小车寻找到W点。
小车在OX线上运动时,利用S距A、B的距离差校正路线,同时声光报警,LCD液晶显示屏显示小车运行路程和时间。
关键词:STC89C52;电机控制芯片MMC-1;PT2262/2272无线收发;周期性音频脉冲信号;TEA2025B音频放大一、系统方案1.1方案比较与论证根据题目要求,本系统主要由控制器模块、直流电机及其驱动模块、声音产生模块,声音采集处理模块和无线控制模块、声光报警模块等构成。
为较好的实现各模块的功能,我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。
1.1.1控制器模块方案一:采用大规模可编程逻辑器件(如FPGA)作为系统的控制中心,目前,大规模可编程逻辑器件容量不断增大,速度不断提高,且多具有ISP功能,也可以在不改变硬件电路的情况下改变功能,但在本系统中,它的高处理功能得不到从分利用,还考虑到VHDL语言描述也没有单片机语言那么方便,所以这个方案不采用。
方案二:采用单片机STC89C52作为中心控制器。
STC89C52单片机算数运算功能强,软件编程灵活,自由度大,具有超低功耗,抗干扰能力强等特点。
还具有ISP在线编程功能,在改写单片机存储内部的程序时不需要将单片机从工作环境中取出,方便快捷。
在后来的实验中我们发现,STC89C52精确度和运算速度也都完全符合我们系统的要求。
故采用STC89C52单片机为我们整个系统的控制核心。
1.1.2 电机及驱动模块采用电机控制ASSP 芯片MMC-1驱动(实物图如图1)。
MMC-1为多通道两相四线式步进电机/直流电机控制芯片,基于NEC 电子16 位通用MCU( PD78F1203)固化专用程序实现,支持UART 和SPI 串行接口。
MMC-1 共有三个通道电机控制单元,通过设置寄存器可分别设置工作模式,实现不同功能。
可以用来驱动直流电机和步进电机。
方案一:采用步进电机。
步进电机是数字控制电机,不但控制精度高,而且简单可靠,但价格过高,重量大,占用端口资源多且控制复杂,不予采用。
2方案二:采用直流减速电机。
直流电机具有优良的调速特性,调整范围广,过载能力强,能承受较大重物,速度均匀性好,且用MMC-1驱动直流电机时,只需外接一个全桥驱动芯片L293D就可以了,控制简单,电源要求低,易于实现,因此我们选择了此方案。
图 1 MMC-1驱动实物图1.1.3 测速模块方案一:采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的磁钢从而给单片机中断脉冲,达到测量速度的作用。
霍尔元件具有体积小,频率响应宽度大,对外围电路要求简单,价格低廉,抗干扰能力强等优点。
电源要求不高,安装也较为方便。
方案二:采用红外传感器进行测速。
但无论是反射式红外传感器还是对射式红外传感器,他们对都对外围环境要求较高,易受外部环境的影响,稳定性不高,且价格较为昂贵。
通过对方案一、方案二的比较其优缺点,综合多方面因素决定选用方案一。
1.1.4音频产生模块方案一∶采用锁相环式频率合成器。
这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性,可以很好地选择所需要频率信号。
但由于锁相环本身是一个惰性环节,锁定时间和频率转换时间较长。
而且,由模拟方法合成的正弦波的参数很难控制。
方案二∶采用555振荡器,产生方波,然后利用音频放大器TEA2025,放大声音信号,再利用扬声器发出声音。
该方案不仅能产生有效声源,而且设计简单,是本设计的最佳选择。
1.1.5无线收发模块方案一:采用自制的无线电发射和接收电路进行无线接收。
这个方案虽然思路简单,但是硬件电路的连接与调试十分复杂,装置工作时的稳定性难以保证。
方案二:采用集成的无线收发编解码芯片,例如PT2262/PT227。
这种芯片功耗低,外围电路简单,工作电压范围宽,数据位可达六位,完全可以达到设计要求。
1.1.6声音采集处理模块方案一:采用凌阳SPCE061A单片机自带的音频采集模块,虽然可以使硬件连接简单,但是A、B、C三点各需要一个单片机,造成资源浪费。
方案二:采用麦克接收并用音频放大芯片TEA2025放大信号。
该放大电路不仅连接简单,价格便宜,而且放大效果好,简单易学。
综合考虑,我们选择方案二。
341.2 最终方案经过反复论证,我们最终确定了如下方案:(1) 采用STC89C52单片机作为主控制器。
(2) 采用555振荡器作信号发生器。
(3) 采用PT2262/2272集成无线收发编码芯片制作无线收发。
(4) 电机控制ASSP 芯片MMC-1作为直流电机的驱动芯片。
(5) 采用MzLH04-12864液晶屏显示小车运行时间与路程。
(6) 霍尔传感器检测小车运行路程。
(7) 利用麦克和音频放大芯片TEA2025做声音采集处理系统二、 电路设计2.1系统组成系统的硬件电路由发声系统、声音采集系统、单片机控制系统、无线收发等系统组成。
本系统的方框图如图2所示:图2 系统组成方框图2.2 电动机驱动电路电机控制部分,我们采用电机控制ASSP 芯片MMC-1作为驱动芯片。
每一路直流电机需要CHnDCPWM 和CHnDCDIR 两个引脚,CHnDCPWM 用于PWM 输出,CHnDCDIR 用于指定电机转向,外接一个H 桥驱动芯片就可以控制直流电机工作。
输出频率固定16KHz ,通过调节占空比控制电机转速。
驱动电路的设计如图3:图 3 电机驱动电路 2.3 行程测量模块通过霍尔传感器测量小车速度和路程。
在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢,霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。
圆盘每转动一圈,霍尔传感器便输出一个脉冲。
通过单片机测量产生脉冲的频率,就可以得出圆盘的转速。
根据圆盘(车轮)的转速,再结合圆盘的周长就是计算出物体的位移。
车轮的半径R为1.9cm,所以车轮的周长为L=2*π*R=2*3.14*1.9=12cm 由计数器可得1S内转盘所转的圈数为30,即转速:30转/秒。
由齿轮的减速比及车轮周长得一秒钟小车全速前进的距离为:30*(8/250)*12=11.52cm2.4 声光报警模块题目要求小车可移动声源到达Ox线和W点后,必须有明显的光和声指示。
我们决定采用蜂鸣器和发光二极管实现声光报警。
电路图如下:图 4 声光报警电路2.5 周期性音频脉冲信号产生模块跟据本题设计方案,周期性音频脉冲信号产生比较简单,主要就是利用555振荡器,产生方波,再利用音频放大器TEA2025把信号放大发声。
TEA202是双声道功率放大集成电路,集成块内部主要由两路功能相同的音频预放、功放、去耦、驱动电路、供电电路等组成。
发音原理是:音频信号经电容祸合从TEA2025的⑦、⑩脚输入,先经预放大后加到功率放大器,放大后的音频信号从②、15脚输出,由输出祸合电容耦合去驱动喇叭发声。
其电路连接图和音频放大器TEA2025应用电路见附录一(7.1.4、7.1.5)。
2.6 无线收发模块设计PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。
其中发射芯片PT2262将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。
它发射12位数据,以VT为标志位,每4位一组,且在每一组的上升沿触发。
PT2262具有8位地址编码,能够防止各个无线模块之间的干扰。
接收芯片PT2272是非锁存型4位数据输出,接收PT2262发射的12位数据,也是每4位为一组,也具有8位地址编码,有效防止了各个无线模块之间的干扰。
该模块的硬件电路连接图见附录一(7.1.3)2.7 声音采集计算系统在声音接收器A、B、C、三点分别用麦克采集声音,然后经音频放大芯片TEA2025将声音信号放大输出,送给单片机处理中断,单片机再利用信号下降沿中断触发计算声源S距A、B或S距A、C得时间差,向无线发射系统传递信号,5图 5因为音频信号为周期性脉冲信号(如图5所示),所以我们在一个信号的下降沿开中断计时一个脉冲,对于A来说,声源发出声音,当A接收到一个脉冲信号时,在该脉冲的下降沿到达时,开T1定时器,当下一个脉冲的下降沿到达时,关T1定时器,由此得到一个时间t1;同时对于B来说,B也执行同样的步骤,也得到一个时间t2,令t=t1-t2,那么时间t与声速(340m/s)的乘积就是声源S距离A点与B点的距离差。
当该距离差大于零时,表示声源离A点的距离较远,当该距离差等于零时,表示声源离A点的距离与B相等。
利用同样的原理计算S与A和C之间的距离差。
三、软件设计3.1 电机驱动部分流程图先给MMC-1上电,RESET和SLEEP管脚接高电平。
然后再用C语言编写程序,让单片机控制电机驱动芯片。
电机驱动部分流程图如图所示:图6 电机驱动部分流程图3.2 主程序流程图(见附录一)3.3单片机控制MMC-1芯片的程序见附录三(7.3.1)673.4无线接收模块程序附录三(7.3.2)四、系统测试4.1测试仪器秒表,米尺,双踪示波器,万用电压表,4.2调试4.2.1 速度调试我们把声源放在不同的初始位置,让接收器接收其信号,然后发出控制信号控制小车运动,测量出S 点到OX 轴的时间和距离,根据的计算公式计算出声源S 移动到OX 的平均速度。