粮仓温度检测的数学模型研究

2014届毕业生

毕业论文

题目: 粮仓温度检测的数学模型研究

院系名称：理学院专业班级：数学F1001

学生姓名：赵伟峰学号：************

指导教师：慕运动教师职称：教授

起止日期：2013-12-23至2014-5-20地点: 6号教学楼 2014年5月 22日

摘要

粮食测温的主要目的是发现粮食温度变化的规律，正确地分析粮堆的温度变化情况和趋势, 进而准确地判断储粮是否处于安全状态, 从而把控粮仓粮食的质量安全.如何运用线性回归拟合分析的方法，配合粮食的温度检测系统，较精确地得到粮仓内粮食温度变化情况，成了一个值得探讨的话题。

关键词：粮仓温度线性回归检测系统数学模型

Title Study on mathematical model of detection granary temperature

Abstract

The main purpose is to find food grain temperature variation of temperature, temperature changes correctly analyze and trends grain heap, and then accurately determine whether the stored grain in a safe state, thereby controlling the quality and safety of food granary how to use linear regression fitting analysis methods, with food temperature detection system, an accurate temperature changes within the barn to get food situation, has become a topic worth exploring.

Keywords: Granary temperature Linear regression Detection system Mathematical model

目录：

0 引言5

1建立模型所要解决的问题及分析 (6)

1.1 问题重述 (6)

1.2 问题分析 (6)

1.3 模型假设 (7)

2模型建立与求解 (7)

2.1问题一的数据处理及分析 (8)

2.2问题二的数据处理及分析................................................................................................ ..13

3问题三的数据处理及分析 (16)

3.1模型思路分析 (16)

3.2应用回归分析模型的建立 (17)

3.3回归方程的比较 (18)

3.4模型的求解与结果分析 (24)

4 模型结果的检验与误差分析 (24)

4.1对于模型结果合理性与可行性检验 (24)

4.2 模型误差的分析 (24)

5 模型的推广与改进方向 (24)

5.1模型的推广 (24)

5.2模型的改进 (24)

6 模型的优缺点 (24)

6.1模型的优点 (24)

6.2模型的缺点 (24)

7 总结 (24)

8 致谢 (24)

9参考文献 (24)

0 引言

手中有粮，心中不慌。粮食作为人们赖以生存的基础，有着不可代替的作用。从个人角度来说，一日三餐，必不可少，没有粮食就无法生存。从国家层面来说，一个国家必须掌握和控制一定数量的可以灵活支配，质量良好的粮食，才能“备战备荒”，才能保障人民的正常生活，才能维护社会的稳定，才能在日益复杂的国际环境中立于不败之地。

我国是粮食生产和消费大国, 而我国粮食仓储环境一直较差, 粮食仓储装备机器管理水平也处于落后状态,怎样储藏粮食使其质量良好，储存时间长，也就成了重中之重。一般来说，粮食存放在粮仓中，大型的粮仓可以存放数以万计的粮食，而且这些粮食存放的时间有长有短。为了保证存放在粮仓中的粮食不致腐烂变质，就必须使粮仓内的温度保持在一定的范围内。为了达到以上要求，就必须建立起一个及稳定又要精确的粮仓智能管理监测系统。

同一粮仓内不同位置的温度值是不相等的, 温度值与其所在的位置即空间坐标值有关, 要想全面掌握粮仓内的温度情况, 需要在粮仓内设置许多个测试点, 测试点设置的越多, 就越能精确掌握粮仓内的温度情况。如何运用线性回归拟合分析的方法，配合粮食的温度检测系统，较精确地得到粮仓内粮食温度变化情况，成了一个值得探讨的话题。

1 建立模型所要解决的问题及分析

1.1 问题重述

现在的粮食检测系统，大多用的是分布式系统,其系统构成一般由微机、单片机、温度传感器及电缆构成。其中温度传感器分布在粮仓内各个测试点, 负责温度的测量, 每个单片机连接若干个温度传感器, 主要负责接收各个传感器的温度数据, 并把这些数据送给PC 机。PC 机是上位机, 是整个测温系统的管理核心, 负责数据采集、储存、处理、发出警报信号等工作。

同一粮仓内不同位置的温度值是不相等的, 温度值与其所在的位置即空间坐标的值有关, 要想全面掌握粮仓内的温度情况, 需要在粮仓内设置许多个测试点, 测试点设置的越多, 就越能精确掌握粮仓内的温度情况。但是, 测试点的增多不仅增加了粮仓结构的复杂程度, 增加了储粮费用, 而且在实际操作中也不可能把粮仓内的各个位置都设成测试点, 因此, 粮仓内没有设置测试点位置的温度就无法较精确的估计。

为了更准确的计算出某一时间点粮仓中某一位置准确的粮食温度，便于粮食温度检测研究部门对储粮技术更深一步的研究的改进，我们需要建立合理的数学模型来正确估算粮仓在研究范围时间内粮食的变化情况、函数关系及图像。

本文需要解决的问题有：

问题一：根据材料中所给每隔8小时的数据，试分析同一层不一时间不同测试点温度变化情况及比较。

问题二：根据材料中所给每隔8小时的数据，试分析不同层不同一时间同一测试点温度变化情况及比较。

问题三：根据数据，试设置合理变量，构建合理的数学模型，分析粮仓中不同测气元件位置的温度变化与时间的关系。

1.2 问题分析

此题研究的是粮仓温度检测的数学建模问题，首先，我们根据题目中所给附件材料分析所需的各种数据。对于粮仓温度检测系统来说，由于粮仓温度的不同直接影响到粮食的储藏时间和质量，所以粮仓温度的良好控制是衡量粮仓储量效果好坏的一个重要指标。为了优化粮仓温度检测系统，准确的得到每一时刻粮仓每个方位的粮食温度情况，我们通过建立合理的评价指标体系，来建立模型。