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。
3
4
1.2 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=11.52cm
2.4 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）
6
7
3.4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。
根据 的计算公式计算出声源S 移动到W 点的平均速度。测试结果如下表：
表 1 速度测试表
可移动声源的起始位置到Ox 线的垂直距离
响应时间
平均速度＝
可移动声源在Ox 线上重新启动位置到移动停止点的直线距离
再次运动时间
平均速度＝
注：声速为340m/s,时间差=距离差/声速。
五、总结
5.1 结论
通过以上数据可以看出，声音接收系统比较灵敏，得到的时间差值误差小，信号分析及时。由速度测试表中的数据可以看出小车定位比较精确，这也说明我们的无线收发控制系统做的比较好。还可以看出小车的平均速度较稳定，能够较好的完成题目要求的基本要求和发挥部分。
5.2 结束语
本系统以单片机AT89C52为核心控制部件，运用无线收发技术，配合一套缜密的软件算法实现小车循迹、循点、报警以及计时和显示功能，完成了竞赛题目基本部分和发挥部分的所有任务要求。在设计过程中，力求硬件线路简单，充分发挥软件编程的方便灵活性。当然由于时间所限，系统也存在不足之处，声音接收器排除噪音还有待改善。我们愿意听取评委老师和读者的批评和建议。
整个参赛过程是一个紧张而充满压力的过程，在这为期四天的竞赛中，小组成员投入了全部的精力体力和毅力，大家协同配合，把巨大的困难划分成若干子模块加以克服和解决，最终完成比赛。不论结果如何，竞赛过程给我们的磨练已经让我们终生受用，我们不但增强了实践能力和协作精神，而且懂得了联系实际的重要性。
六、参考文献
[1] 胡汉才．单片机原理及其接口技术（第二版）．北京：清华大学出版社，2004年
[2] 全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编：第一届~第五
届北京：北京理工大学出版社，2004.8
[3] 谭浩强．C语言程序设计（第二版）．北京：清华大学出版社
[4] 何希才．新型集成电路及其应用实例．北京：科学出版社，2002年
[5] 戴仙金．51单片机及其C语言程序开发实例．北京：清华大学出版社，2008.2
[6] 北京亿学通电子。https://www.doczj.com/doc/2319019247.html,/
七、附录
附录一、部分电路原理图
7.1.1电机控制芯片MMC-1电路原理图
8
9
图7 电机控制ASSP 芯片MMC-1原理图
7.1.2 液晶显示电路原理图
图8 显示原理图
7.1.3 无线收发模块的电路图
图 9 无线发射电路图
10
图10 无线接收模块
7.1.4 周期性音频脉冲信号产生电路
图 11 信号产生电路
7.1.5 音频放大器TEA2025应用电路
图 12 音频放大器TEA2025应用电路
附录二、主程序流程图
图 13 主程序流程图
11
附录三、部分程序附录
7.3.1 单片机控制MMC-1芯片的程序
void delay(uint i)
{ uint y;
for(;i>0;i--)
for(y=0;y<500;y++);//1ms
}
void init()
{
delay(4);
TB8=1;
SBUF=0x5c;
while(!TI);
TI=0;
delay(3);
TB8=1;
SBUF=0x00;
while(!TI);
TI=0;
}
void send(uchar add,uchar x,uchar dat,uchar y)
{
delay(2);
TB8=x;
SBUF=add;
while(!TI);
TI=0;
delay(2);
TB8=y;
SBUF=dat;
while(!TI);
TI=0;
}
void main()
{
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0xd0;
IE=0x90;
TR1=1;
init();
while(1)
12
{
{
send(0x54,0,0xe0,0);
send(0x57,0,0xff,1);
send(0x50,1,0xe0,0);
send(0x53,1,0xff,1);
}
{
send(0x54,0,0xc0,1);
send(0x57,0,0xff,1);
send(0x50,1,0xc0,1);
send(0x53,1,0xff,1);
}
{
send(0x54,0,0x00,1);
send(0x57,0,0xff,1);
send(0x50,1,0xc0,1);
send(0x53,1,0xff,1);
}
{
send(0x54,0,0xc0,1);
send(0x57,0,0xff,1);
send(0x50,1,0x00,1);
send(0x53,1,0xff,1);
}
{
send(0x54,0,0x00,1);
send(0x57,0,0xff,1);
send(0x50,1,0x00,1);
send(0x53,1,0xff,1);
}
}
}
7.3.2 无线接收模块程序
sbit tv=P0^0;
uchar datax=0;
uint data1,data2,data3;
void delayus(uint i)
{
uint y;
for(;i>0;i--)
13
for(y=60;y>0;y--);
}
void main()
{
while(1)
{
while(tv==0);
delayus(1);
data1=P1&0x0f;
while(tv==1);
while(tv==0);
delayus(1);
data2=P1&0x0f;
while(tv==1);
while(tv==0);
delayus(1);
data3=P1&0x0f;
while(tv==1);
data1=data1&0x03;
data2=data2&0x07;
data3=data3&0x07;
datax=(data1<<6)|(data2<<3)|data3;
}
}
14
２01４高教社杯全国大学生数学建模竞赛 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)：B 我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）: 所属学校（请填写完整的全名)： 参赛队员(打印并签名) :1. 2． 3．
指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): ?（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致,只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。) 日期： 20１4 年 9 月15日 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号）:
２０14高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用）：
交巡警服务平台的设置与调度 摘要 由于警务资源有限，需要根据城市的实际情况与需求建立数学模型来合理地确定交巡警服务平台数目与位置、分配各平台的管辖范围、调度警务资源。设置平台的基本原则是尽量使平台出警次数均衡，缩短出警时间。用出警次数标准差衡量其均衡性，平台与节点的最短路衡量出警时间。 对问题一，首先以出警时间最短和出警次数尽量均衡为约束条件，利用无向图上任意两点最短路径模型得到平台管辖范围，并运用上下界网络流模型优化解,得到A区平台管辖范围分配方案。发现有6个路口不能在3分钟内被任意平台到达，最长出警时间为5.7分钟。 其次，利用二分图的完美匹配模型得出20个平台封锁13个路口的最佳调度方案，要完全封锁13个路口最快需要8.0分钟。 最后，以平台出警次数均衡和出警时间长短为指标对方案优劣进行评价。建立基于不同权重的平台调整评价模型，以对出警次数均衡的权重u和对最远出警距离的权重v 为参数，得到最优的增加平台方案。此模型可根据实际需求任意设定权重参数和平台增数，由此得到增加的平台位置，权重参数可反映不同的实际情况和需求。如确定增加4个平台，令u=0.6，v=0.4，则增加的平台位置位于21、27、46、64号节点处。 对问题二，首先利用各区平台出警次数的标准差和各区节点的超距比例分析评价六区现有方案的合理性，利用模糊加权分析模型以城区的面积、人口、总发案次数为因素来确定平台增加或改变数目。得出B、C区各需改变2个平台的位置，新方案与现状比较，表明新方案比现状更合理。D、E、F区分别需新增4、2、2个平台。利用问题一的基于不同权重的平台调整评价模型确定改变或新增平台的位置。 其次，先利用二分图的完美匹配模型给出80个平台对17个出入口的最优围堵方案，最长出警时间12.7分钟。在保证能够成功围堵的前提下，若考虑节省警力资源，分析全市六区交通网络与平台设置的特点，我们给出了分阶段围堵方案，方案由三阶段构成。最多需调动三组警力，前后总共需要29.2分钟可将全市路口完全封锁。此方案在保证成功围堵嫌疑人的前提下，若在前面阶段堵到罪犯，则可以减少警力资源调度，节省资源。 【关键字】：不同权重的平台调整评价模糊加权分析最短路二分图匹配
一年三篇IF大于7的牛人告诉你怎么SCI 这是一个一年三篇IF大于7的牛人,当我问道他怎么这么强的时候，他给我他在网上总结发文章的秘笈。看了实在是心中有一种感觉，特奉献出来! 一、研究生必备四本 俗话说好记性不如烂笔头，所以一定要首先养成做笔记的好习惯！作为研究生下面这几个本子是必不可少的 1，实验记录本（包括试验准备本），这当然首当其冲必不可少，我就不多说了；2，Idea记录本，每次看文献对自己有用的东西先记下，由此产生的idea更不能放过，这可是做研究的本钱，好记性不如烂笔头，以后翻翻会更有想法的；3，专业概念以及理论进展记录本，每个人不可能对自己领域的概念都了如指掌，初入门者更是如此，这时候小小一个本子的作用就大了； 4，讲座记录本，这本本子可能有些零杂，记录听到的内容，更要记录瞬间的灵感，以及不懂的地方，不可小视！ 这四本是你必不可少的，不过作为我们这些非英语专业的研究生来说，还有一个应该具备的本子就是英语好句记录本。 二、论文写作要点 1、选题要小，开掘要深；不要题目很大，内容却很单薄； 2、写作前要读好书、翻阅大量资料、注意学术积累，在这个过程中，还要注重利用网络，特别是一些专业数据库； 3、“选题新、方法新、资料新”的三新原则（老板教导的）； 4、“新题新做”和“小题大做。 总之，一点之见即成文。 三、如何撰写实验研究论文（唐朝枢） 论文发表意识：基础研究成果的表达方式；是否急于发表（创新与严谨的关系）；发表的论文与学位论文的区别（反映科学事实而不是反映作者水平）。 论文格式：原著、快报、简报、摘要不同于教科书、讲义，更不同于工作总结。
撰写前的准备工作：复习和准备好相关文献;再次审定实验目的(学术思想,Idea);实验资料完整并再次审核。 1.Introduction: 问题的提出；研究的现状及背景；以前工作基础；本工作的目的；思路（可提假说）；对象；方法；结果。在… 模型上，观察… 指标，以探讨… （目的） 2. M & M ⑴ 材料的写法和意义; 伦理. ⑵ 程序与指标。操作程序：能序贯，可操作性；方法：多指标方法的排序；引出参照文献简述；改良之处；哪些详或简？⑶ 统计学处理 3. Results ⑴指标归类描述，忌流水帐。不分析不解释，但要体现思路 ⑵ 文字、图、表相对独立，但避免重复 ⑶ 避免统计错误：对照，均衡，随即，重复。计量-计数、绝对值-相对值、专一指标—综合指标的转换。盲判与非盲判。技术资料直接概率法与卡方检验；多组资料与两组资料；等级相关与直线相关；多因素与单因素分析；配对资料与独立样本资料；非正态分布资料；例数不当；平行管，混合样本；突出差异（绝对值，Δ值，变化％；联合×、÷比值，分亚组等）有效位数的保留。统计学结论与专业结论。 4. Discussion ⑴ 背景材料：展开问题的提出；有关本研究的一些基本知识内容（不要离题太远） ⑵ 本实验结果分析：各指标的意义（与文献值比较），结果说明什么问题 ⑶ 进一步对结果机理分析：结合文献 ⑷ 本工作的意义、结语或小结，进一步提出的新问题 其它注意点： ①引证讨论文献知识太多(不同于学位论文)，掩盖了本工作的贡献 ②分析不合逻辑，结论不当
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。最后一个被选入的段价称为该时段的清算价，该时段全部机组的所有出力均按清算价结算。 电网上的每条线路上有功潮流的绝对值有一安全限值，限值还具有一定的相对安全裕度。如果各机组出力分配方案使某条线路上的有功潮流的绝对值超出限值，称为输电阻塞。当发生输电阻塞时，需要按照以下原则进行调整： 1、调整各机组出力分配方案使得输电阻塞消除； 2、如果1做不到，可以使用线路的安全裕度输电，以避免拉闸限电，但要使每条 线路上潮流的绝对值超过限值的百分比尽量小； 3、如果无论怎样分配机组出力都无法使每条线路上的潮流绝对值超过限值的百分 比小于相对安全裕度，则必须在用电侧拉闸限电。 调整分配预案后，一些通过竞价取得发电权的发电容量不能出力；而一些在竞价中未取得发电权的发电容量要在低于对应报价的清算价上出力。因此，发电商和网方将产生经济利益冲突。网方应该为因输电阻塞而不能执行初始交易结果付出代价，网方在结算时应该适当地给发电商以经济补偿，由此引起的费用称之为阻塞费用。网方在电网安全运行的保证下应当同时考虑尽量减少阻塞费用。 现在需要完成的工作如下： 1、某电网有8台发电机组，6条主要线路，附件1中表1和表2的方案0给出了各机组的当前出力和各线路上对应的有功潮流值，方案1~32给出了围绕方案0的一些实验数据，试用这些数据确定各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。 2、设计一种简明、合理的阻塞费用计算规则，除考虑电力市场规则外，还需注意：在输电阻塞发生时公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量出力的部分。 3、假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW，附件1中的表3、表4和表5分别给出了各机组的段容量、段价和爬坡速率的数据，试按照电力市场规则给出下一个时段各机组的出力分配预案。 4、按照表6给出的潮流限值，检查得到的出力分配预案是否会引起输电阻塞，并在发生输电阻塞时，根据安全且经济的原则，调整各机组出力分配方案，并给出与该方案相应的阻塞费用。 5、假设下一个时段预报的负荷需求是1052.8MW，重复3~4的工作。 二、问题的分析
优化和评价的收费亭的数量 景区简介 由於公路出来的第一千九百三十，至今发展十分迅速在全世界逐渐成为骨架的运输系统，以其高速度，承载能力大，运输成本低，具有吸引力的旅游方便，减少交通堵塞。以下的快速传播的公路，相应的管理收费站设置支付和公路条件的改善公路和收费广场。 然而，随着越来越多的人口密度和产业基地，公路如花园州公园大道的经验严重交通挤塞收费广场在高峰时间。事实上，这是共同经历长时间的延误甚至在非赶这两小时收费广场。 在进入收费广场的车流量，球迷的较大的收费亭的数量，而当离开收费广场，川流不息的车辆需挤缩到的车道数的数量相等的车道收费广场前。因此，当交通繁忙时，拥堵现象发生在从收费广场。当交通非常拥挤，阻塞也会在进入收费广场因为所需要的时间为每个车辆付通行费。 因此，这是可取的，以尽量减少车辆烦恼限制数额收费广场引起的交通混乱。良好的设计，这些系统可以产生重大影响的有效利用的基础设施，并有助于提高居民的生活水平。通常，一个更大的收费亭的数量提供的数量比进入收费广场的道路。 事实上，高速公路收费广场和停车场出入口广场构成了一个独特的类型的运输系统，需要具体分析时，试图了解他们的工作和他们之间的互动与其他巷道组成部分。一方面，这些设施是一个最有效的手段收集用户收费或者停车服务或对道路，桥梁，隧道。另一方面，收费广场产生不利影响的吞吐量或设施的服务能力。收费广场的不利影响是特别明显时，通常是重交通。 其目标模式是保证收费广场可以处理交通流没有任何问题。车辆安全通行费广场也是一个重要的问题，如无障碍的收费广场。封锁交通流应尽量避免。 模型的目标是确定最优的收费亭的数量的基础上进行合理的优化准则。 主要原因是拥挤的
一、基础知识 1.1 常见数学函数 如：输入x=[-4.85 -2.3 -0.2 1.3 4.56 6.75]，则： ceil(x)= -4 -2 0 2 5 7 fix(x) = -4 -2 0 1 4 6 floor(x) = -5 -3 -1 1 4 6 round(x) = -5 -2 0 1 5 7 1.2 系统的在线帮助 1 help 命令： 1.当不知系统有何帮助内容时，可直接输入help以寻求帮助: >>help（回车） 2.当想了解某一主题的内容时，如输入： >> help syntax（了解Matlab的语法规定） 3.当想了解某一具体的函数或命令的帮助信息时，如输入： >> help sqrt （了解函数sqrt的相关信息）
2 lookfor命令 现需要完成某一具体操作，不知有何命令或函数可以完成，如输入： >> lookfor line （查找与直线、线性问题有关的函数） 1.3 常量与变量 系统的变量命名规则：变量名区分字母大小写；变量名必须以字母打头，其后可以是任意字母，数字，或下划线的组合。此外，系统内部预先定义了几个有特殊意 1 数值型向量（矩阵）的输入 1．任何矩阵（向量），可以直接按行方式 ．．．输入每个元素：同一行中的元素用逗号（，）或者用空格符来分隔；行与行之间用分号（；）分隔。所有元素处于一方括号（[ ]）内； 例1： >> Time = [11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10] >> X_Data = [2.32 3.43；4.37 5.98] 2 上面函数的具体用法，可以用帮助命令help得到。如：meshgrid(x,y) 输入x=[1 2 3 4]; y=[1 0 5]; [X,Y]=meshgrid(x, y)，则 X = Y =
关于中国人口增长趋势的研究 【摘要】 本文从中国的实际情况和人口增长的特点出发，针对中国未来人口的老龄化、出生人口性别比以及乡村人口城镇化等，提出了Logistic、灰色预测、动态模拟等方法进行建模预测。 首先，本文建立了Logistic阻滞增长模型，在最简单的假设下，依照中国人口的历史数据，运用线形最小二乘法对其进行拟合，对2007至2020年的人口数目进行了预测，得出在2015年时，中国人口有13.59亿。在此模型中，由于并没有考虑人口的年龄、出生人数男女比例等因素，只是粗略的进行了预测，所以只对中短期人口做了预测，理论上很好，实用性不强，有一定的局限性。 然后，为了减少人口的出生和死亡这些随机事件对预测的影响，本文建立了GM(1,1) 灰色预测模型，对2007至2050年的人口数目进行了预测，同时还用1990至2005年的人口数据对模型进行了误差检验，结果表明，此模型的精度较高，适合中长期的预测，得出2030年时，中国人口有14.135亿。与阻滞增长模型相同，本模型也没有考虑年龄一类的因素，只是做出了人口总数的预测，没有进一步深入。 为了对人口结构、男女比例、人口老龄化等作深入研究，本文利用动态模拟的方法建立模型三，并对数据作了如下处理：取平均消除异常值、对死亡率拟合、求出2001年市镇乡男女各年龄人口数目、城镇化水平拟合。在此基础上，预测出人口的峰值，适婚年龄的男女数量的差值，人口老龄化程度，城镇化水平，人口抚养比以及我国“人口红利”时期。在模型求解的过程中，还对政府部门提出了一些有针对性的建议。此模型可以对未来人口做出细致的预测，但是需要处理的数据量较大，并且对初始数据的准确性要求较高。接着，我们对对模型三进行了改进，考虑人为因素的作用，加入控制因子，使得所预测的结果更具有实际意义。 在灵敏度分析中，首先针对死亡率发展因子θ进行了灵敏度分析，发现人口数量对于θ的灵敏度并不高，然后对男女出生比例进行灵敏度分析得出其灵敏度系数为0.8850，最后对妇女生育率进行了灵敏度分析，发现在生育率在由低到高的变化过程中，其灵敏度在不断增大。 最后，本文对模型进行了评价，特别指出了各个模型的优缺点，同时也对模型进行了合理性分析，针对我国的人口情况给政府提出了建议。 关键字：Logistic模型灰色预测动态模拟 Compertz函数
SARS传播的数学模型 (轩辕杨杰整理) 摘要 本文分析了题目所提供的早期SARS传播模型的合理性与实用性，认为该模型可以预测疫情发展的大致趋势，但是存在一定的不足.第一，混淆了累计患病人数与累计确诊人数的概念；第二，借助其他地区数据进行预测，后期预测结果不够准确；第三，模型的参数L、K的设定缺乏依据，具有一定的主观性. 针对早期模型的不足，在系统分析了SARS的传播机理后，把SARS的传播过程划分为：征兆期，爆发期，高峰期和衰退期4个阶段.将每个阶段影响SARS 传播的因素参数化，在传染病SIR模型的基础上，改进得到SARS传播模型.采用离散化的方法对本模型求数值解得到：北京SARS疫情的预测持续时间为106天，预测SARS患者累计2514人，与实际情况比较吻合. 应用SARS传播模型，对隔离时间及隔离措施强度的效果进行分析，得出结论：“早发现，早隔离”能有效减少累计患病人数；“严格隔离”能有效缩短疫情持续时间. 在建立模型的过程中发现，需要认清SARS传播机理，获得真实有效的数据.而题目所提供的累计确诊人数并不等于同期累计患病人数，这给模型的建立带来不小的困难. 本文分析了海外来京旅游人数受SARS的影响，建立时间序列半参数回归模型进行了预测，估算出SARS会对北京入境旅游业造成23.22亿元人民币损失，并预计北京海外旅游人数在10月以前能恢复正常. 最后给当地报刊写了一篇短文，介绍了建立传染病数学模型的重要性.
1．问题的重述 SARS （严重急性呼吸道综合症，俗称：非典型肺炎）的爆发和蔓延使我们认识到，定量地研究传染病的传播规律，为预测和控制传染病蔓延创造条件，具有很高的重要性.现需要做以下工作： （1） 对题目提供的一个早期模型，评价其合理性和实用性. （2） 建立自己的模型，说明优于早期模型的原因；说明怎样才能建立一个真正能够预测以及能为预防和控制提供可靠、足够信息的模型，并指出这样做的困难；评价卫生部门采取的措施，如：提前和延后5天采取严格的隔离措施，估计对疫情传播的影响. （3） 根据题目提供的数据建立相应的数学模型，预测SARS 对社会经济的影响. （4） 给当地报刊写一篇通俗短文，说明建立传染病数学模型的重要性. 2．早期模型的分析与评价 题目要求建立SARS 的传播模型，整个工作的关键是建立真正能够预测以及能为预防和控制提供可靠、足够的信息的模型.如何结合可靠、足够这两个要求评价一个模型的合理性和实用性，首先需要明确： 合理性定义 要求模型的建立有根据，预测结果切合实际. 实用性定义 要求模型能全面模拟真实情况，以量化指标指导实际. 所以合理的模型能为预防和控制提供可靠的信息；实用的模型能为预防和控制提供足够的信息. 2.1早期模型简述 早期模型是一个SARS 疫情分析及疫情走势预测的模型， 该模型假定初始时刻的病例数为0N ， 平均每病人每天可传染K 个人（K 一般为小数），K 代表某种社会环境下一个病人传染他人的平均概率，与全社会的警觉程度、政府和公众采取的各种措施有关.整个模型的K 值从开始到高峰期间保持不变，高峰期后 10天的范围内K 值逐步被调整到比较小的值，然后又保持不变. 平均每个病人可以直接感染他人的时间为L 天.整个模型的L 一直被定为20.则在L 天之内，病例数目的增长随时间t (单位天)的关系是： t k N t N )1()(0+?= 考虑传染期限L 的作用后，变化将显著偏离指数律，增长速度会放慢.采用半模拟循环计算的办法，把到达L 天的病例从可以引发直接传染的基数中去掉. 2.2早期模型合理性评价 根据早期模型对北京疫情的分析与预测，其先将北京的病例起点定在3月1日，经过大约59天在4月29日左右达到高峰，然后通过拟合起点和4月20日以后的数据定出高峰期以前的K =0.13913.高峰期后的K 值按香港情况变化，即10天范围内K 值逐步被调整到0.0273.L 恒为20.由此画出北京3月1日至5月7日疫情发展趋势拟合图像以及5月7日以后的疫情发展趋势预测图像，如图1.
交巡警服务平台的设置与调度的数学模型 摘要 针对交巡警服务平台的设置与调度问题，本文主要考虑出警速度和各服务平台的工作量来建立合理方案。对于A区的20个交巡警服务平台分配管辖范围的问题，我们采用Dijkstra算法，分别求得在3分钟内从服务台可以到达的路口。根据就近原则，每个路口归它最近的服务台管辖。 对进出A区的13个交通要道进行快速全封锁，我们采用目标规划进行建模，运用MATLAB软件编程，先找出13个交通要道到20个服务台的所有路径。然后在保证全封锁时间最短的前提下，再考虑局部区域的封锁效率，即总封锁时间最短，封锁过程中总路程最小，从而得到一个较优的封锁方案。 为解决前面问题中3分钟内交巡警不能到达的路口问题，并减少工作量大的地区的负担，这里工作量以第一小问中20个服务台覆盖的路口发案率之和以及区域内的距离的和来衡量。对此我们计划增加四个交巡警服务台。避免有些地方出警时间过长和服务台工作量不均衡的情况。 对全市六个区交警平台设计是否合理，主要以单位服务台所管节点数，单位服务台所覆盖面积，以及单位服务台处理案件频率这些因素进行研究分析。以A 区的指标作为参考，来检验交警服务平台设置是否合理。 对于发生在P点的刑事案件，采用改进的深度搜索和树的生成相结合的方法，对逃亡的犯罪嫌疑人进行可能的逃逸路径搜索。由于警方是在案发后3分钟才接到报警，因此需知道疑犯在这3分钟内可能的路线。要想围堵嫌疑犯，服务台必须要在嫌疑犯到达某节点之前到达。用MATLAB编程，搜索出嫌疑犯可能逃跑的路线，然后调度附近的服务台对满足条件的节点进行封锁，从而实现对疑犯的围堵。 关键词：Dijkstra算法；目标规划；搜索；
全国第五届研究生数学建模竞赛 题目大中型商场中央空调节能运行方案研究（国家二等奖论文） 参赛队员：邓书莉万里鹏何志刚 摘要： 大型商场中央空调节能控制是一个焦点问题。本文通过研究影响商场冷负荷的六大因素，采用计算机模拟的方法，提出了两级控制的节能方案，所得结果是比较满意的。 对于问题1，在定义出客流量密度基础上，结合冷冻水补偿的冷负荷和建筑物围护结构输入冷负荷等分别求出了人流量的冷负荷和照明等电气设备的冷负荷。通过计算并与相关文献所研究的大型商场中各冷负荷所占比例相比较，发现两者结果基本吻合。 对于问题2，是在问题1的基础上，将商场的人流量和外部环境温度由恒定值变为随营业时间变化的函数，从而求出总的冷负荷的函数表达式。通过计算机 模拟得到冷负荷的误差范围为[0.05,0.35] ω=。 ω∈-，平均误差为16.4%对于问题3，首先分别了拟合出了商场一天内的客流量密度变化曲线和夏季某天室外温度变化曲线，从而得到商场总的冷负荷与室外温度之间的函数关系式，进而可以求出商场一天内冷冻水的水流量随营业时间变化的函数关系，然后通过“两级控制法”分别对冷冻水水泵进行粗调和细调，达到既使商场温度稳定又节能的控制目的。之后，采用“两级控制法”对具体的案例提出了控制策略，通过与题目所给情况对比，得到节能效率为30.79%。 对于问题4，结合问题2与问题3的定义以及求解方法，求出设定温度为26℃下，商场每天的基准冷负荷为：1.5043×1010 J。当设定温度提高到27℃时，此时的基准冷负荷减少了1.575×109 J。 本文优点在于通过计算机模拟，计算结果更有信服力。同时，提出的两级控制法的节能效果明显。 关键词：客流密度，计算机模拟，冷负荷模型，两级控制法
Haozl觉得数学建模论文格式这么样设置 版权归郝竹林所有，材料仅学习参考 版权：郝竹林 备注☆ ※§等等字符都可以作为问题重述左边的。。。。。一级标题 所有段落一级标题设置成段落前后间距13磅 二级标题设置成段落间距前0.5行后0.25行 Excel中画出的折线表字体采用默认格式宋体正文10号 图标题在图上方段落间距前0.25行后0行 表标题在表下方段落间距前0行后0.25行 行距均使用单倍行距 所有段落均把4个勾去掉 注意Excel表格插入到word的方式在Excel中复制后，粘贴，word2010粘贴选用使用目标主题嵌入当前 Dsffaf 所有软件名字第一个字母大写比如E xcel 所有公式和字母均使用MathType编写 公式编号采用MathType编号格式自己定义 公式编号在右边显示
农业化肥公司的生产与销售优化方案 摘 要 要求总分总 本文针对储油罐的变位识别与罐容表标定的计算方法问题，运用二重积分法和最小二乘法建立了储油罐的变位识别与罐容表标定的计算模型，分别对三种不同变位情况推导出的油位计所测油位高度与实际罐容量的数学模型，运用matlab 软件编程得出合理的结论，最终对模型的结果做出了误差分析。 针对问题一要求依据图4及附表1建立积分数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响，并给出罐体变位后油位高度间隔为1cm 的罐容表标定值。我们作图分析出实验储油罐出现纵向倾斜ο14.时存在三种不同的可能情况，即储油罐中储油量较少、储油量一般、储油量较多的情况。针对于每种情况我们都利用了高等数学求容积的知识，以倾斜变位后油位计所测实际油位高度为积分变量，进行两次积分运算，运用MATLAB 软件推导出了所测油位高度与实际罐容量的关系式。并且给出了罐体倾斜变位后油位高度间隔为1cm 的罐容标定值（见表1），最后我们对倾斜变位前后的罐容标定值残差进行分析，得到样本方差为4103878.2-?，这充分说明残差波动不大。我们得出结论：罐体倾斜变位后，在同一油位条件下倾斜变位后罐容量比变位前罐容量少L 243。 表 1.1 针对问题二要求对于图1所示的实际储油罐，试建立罐体变位后标定罐容表的数学模型，即罐内储油量与油位高度及变位参数（纵向倾斜角度α和横向偏转角度β）之间的一般关系。利用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测数据（附件2），根据所建立的数学模型确定变位参数，并给出罐体变位后油位高度间隔为10cm 的罐容表标定值。进一步利用附件2中的实际检测数据来分析检验你们模型的正确性与方法的可靠性。我们根据实际储油罐的特殊构造将实际储油罐分为三部分，左、右球冠状体与中间的圆柱体。运用积分的知识，按照实际储油罐的纵向变位后油位的三种不同情况。利用MATLAB 编程进行两次积分求得仅纵向变位时油量与油位、倾斜角α的容积表达式。然后我们通过作图分析油罐体的变位情况，将双向变位后的油位h 与仅纵向变位时的油位0h 建立关系表达式01.5(1.5)cos h h β=--，从而得到双向变位油量与油位、倾斜角α、偏转角β的容积表达式。利用附件二的数据，采用最小二乘法来确定倾斜角α、偏转角β的值，用matlab 软件求出03.3=α、04=β α=3.30，β=时总的平均相对误差达到最小，其最小值为0.0594。由此得到双向变位后油量与油位的容积表达式V ，从而确定了双向变位后的罐容表(见表2)。 本文主要应用MATLAB 软件对相关的模型进行编程求解，计算方便、快捷、准确，整篇文章采取图文并茂的效果。文章最后根据所建立的模型用附件2中的实际检测数据进行了误差分析，结果可靠，使得模型具有现实意义。 关键词：罐容表标定；积分求解；最小二乘法；MATLAB ；误差分
研究生优秀学位论文评选办法 为鼓励研究生刻苦钻研，努力创新，提高学位论文质量，并促进导师注重研究生科学研究能力的培养，根据我校实际情况，制订本办法。 一、评选范围及比例 凡当年在我校通过博士、硕士学位论文答辩者均可参加评选。优秀学位论文的评选比例按学科划分，硕士点为毕业生总数的5%，博士点为毕业生总数的10%。 二、评选标准 优秀学位论文的评选，应主要以社会评价为依据，主要包括如下内容： （一）以学位论文为主要内容，在国际、国内学术刊物和国际会议上发表论文的篇数以及论文被SCI、EI、ISTP三大检索收录情况； （二）获奖情况（包括研究生发表的论文及所参加的科研项目两个部分），获奖级别（如国家、省部、市、校级等）、次数及研究生排名； （三）申请专利情况； （四）论文期间承担或参与的科研项目以及所取得的重大经济效益或社会效益（附有关证明材料）。 （五）论文答辩委员会推荐意见及论文评阅意见。 三、评选程序 （一）研究生本人或导师于答辩结束后，立即填写有关申请表格：“作者简况表”、“指导教师简况表”、“优秀博/硕士学位论文推荐表”（以上表格可在校园网“学位与培养”中下载）。填写的表格及中、英文摘要须上交电子版。另还须将论文评阅人评语、答辩委员会评语及在学期间发表论文的审核意见栏（培养处教学管理科签字）的复印件附后。并将以上材料交存学院研究生工作办公室，以便下半年申报优秀学位论文时用（论文答辩后至优秀学位论文评选前取得的成果及发表的文章亦可列入申请表，但须将此材料的原件及复印件交学位办公室审查备案）。各学院受理后，提交所属学位评定分委员会进行初审。 （二）研究生优秀学位论文每年评选一次。每年9月中旬，各学院向学位办公室报送推荐的优秀学位论文名单及申请材料。报送的优秀学位论文申请者交纳评审费：硕士学位论文每篇300元，博士学位论文每篇600元；申请优秀学位论文者另需交论文3册（涉及作者及导师姓名的有关内容一律删掉）。 （三）学位办公室将学院报送的优秀学位论文隐名送3名校外专家评审，并回收评审意见； （四）学位办公室根据情况将优秀学位论文评审情况报校学位评定委员会审定，并将审定结果公布； （五）优秀学位论文获奖名单公布后，在一个月内无异议，则获奖生效；如有异议，须经复议决定。 （六）校级优秀学位论文经优中选优后，推荐参加省级和国家级优秀学位论文评选。四、奖励 研究生优秀学位论文奖励标准和奖励经费来源按《武汉理工大学研究生科研成果奖励基金实施管理办法》执行。 五、注意事项 （一）评选优秀学位论文是一项严肃、细致的工作，申请者要实事求是地填写申请表，
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）：B 我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员(打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)： （论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 日期：2014 年 9 月 15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）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
创意平板折叠桌 摘要 目前住宅空间的紧张导致越来越多的折叠家具的出现。某公司设计制作了一款折叠桌以满足市场需要。以此折叠桌为背景提出了三个问题，本文运用几何知识、非线性约束优化模型等方法成功解决了这三个问题，得到了折叠桌动态过程的描述方程以及在给定条件下怎样选择最优设计加工参数，并针对任意形状的桌面边缘线等给出了我们的设计。 针对问题一，根据木板尺寸、木条宽度，首先确定木条根数为19根，接着，根据桌子是前后左右对称的结构，我们只以桌子的四分之一为研究对象，运用空间几何的相关知识关系，推导并建立了几何模型。接着用MATLAB软件编程，绘制出折叠桌动态变化过程图。然后求出折叠桌各木条相对桌面的角度、各木条长度、各木条的开槽长度等数据，相关结果见表1。然后建立相应的三维坐标系，求出桌角各端点坐标，绘出桌角边缘线曲线图，并用MATLAB工具箱作拟合，求出桌角边缘线的函数关系式，并对拟合效果做分析（见表3）。 针对问题二，在折叠桌高度、桌面直径已知情况下，综合考虑桌子稳固性、加工方便、用材最少三个方面因素，我们运用材料力学等相关知识，对折叠桌作受力分析，确定稳固性、加工方便、用材最少三个方面因素间的相互制约关系，建立非线性优化模型。用lingo软件编程，求出对于高70 cm，桌面直径80 cm的折叠桌，平板尺寸172.24cm×80cm×3cm、钢筋位置在桌腿上距离铰链46.13cm处、各木条的开槽长度（见表3）、最长木条（桌脚）与水平面夹角71.934°。 针对问题三，对任意给出的桌面边缘线（f(x))，不妨假定曲线是对称的（否则，桌子的稳定性难以保证），将对称轴上n等份，依照等份点沿着木板较长方向平行的方向下料，则这些点即是铰接处到木板中垂线（相对于木板长方向）的距离。然后修改问题二建立的优化模型，用lingo软件编程，得到最优设计加工参数（平板尺寸、钢筋位置、开槽长度等）。最后，我们根据所建立的模型，设计了一个桌面边缘线为椭圆的折叠桌，并且给出了8个动态变化过程图（见图10）和其具体设计加工参数（见表5）。 最后，对所建立的模型和求解方法的优缺点给出了客观的评价，并指出了改进的方法。 关键字：折叠桌曲线拟合非线性优化模型受力分析
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 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、电子、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）： B 我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2. 3.
指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： （论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 日期： 2014 年 9 月 15日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：
全国第三届研究生数学建模竞赛 题 目 维修线性流量阀时的筒设计问题（C 题） 针对问题1，首先考察了孔为四种特殊形状的情况下，“过流面积”随曲线下降距离的变化情况，得到凸凹圆曲线与严格线性面积特性曲线偏差的平方和最小，线性关系保持得比较良好。此后利用微元法证明了“过流面积”呈严格线性变化时曲线和外孔圆交点横坐标的差为定值这一性质，得出了在此种情况下曲线在两交点处的斜率应为无穷大。基于以上分析，利用最小二乘原理建立了无约束泛函极值模型，采用了变分法将其转化为微分方程，再转化为等效的变分原理，采用Ritz 算法近似求解。最后通过对筒孔曲线的合理假设，得到了满足线性关系较好的孔曲线形状（见图11），其样本点的偏差平方和为0.064412。 针对问题2，利用最小二乘原理建立了有约束泛函极值模型。根据文中第四节中的引理，给出理想状态下的孔形状。之后对其进行了微调，通过牺牲严格的线性关系来使其逐渐满足两个约束75%h Q ≥和85%S Q ≥，并最终找到了合适的孔设计方案（见图13（b ））。最后针对外孔磨损情况提出了基于自动控制理论和逆向工程技术等的解决办法。 本文提出的模型是从考察孔的特殊形状中得到启发的，从而具有实际应用价值和准确性。 关键词：线性阀体 最小二乘法 泛函极值模型 变分原理 非线性规划
一、问题的提出 阀体是我们日常工作和生活中一种十分常见的工具。它种类繁多，其中线性阀体可使阀体的旋转角度和流量成正比。因而它可使人们方便地对流量进行控制。而如何设计线性阀体成为当今控制领域中研究的热点问题之一。 现在我们需要设计出一种阀体，它由两个同心圆柱筒组成。外筒固定，其侧面上有一个孔，形状为两个直径不等的圆柱体的交线。筒和外筒轴向之间没有相对运动，筒可以自由转动。筒的侧面上也有一个孔，但它原来的形状未知。 要求设计出筒孔的形状，使得“过流面积”与筒旋转角成近似线性关系；在线性区间至少达“最大围”区间长度的75%以上，而且主要工作区的最大“过流面积”至少要达到外筒孔面积的85%以上，并且使“过流面积”和筒的旋转角度之间的“线性关系”尽量好的约束限制下，重新设计筒孔的形状。并且还要考虑当外筒孔发生磨损时要采取的应对措施。 二、模型假设 1、阀体的旋转角度与圆筒相对移动距离成正比，圆筒移动距离与“过流面积”成正比。 2．线性阀体外筒为薄壁筒，不考虑其壁厚给设计带来的影响。 3、外圆筒直径与外圆孔直径相差很大，展开后外圆孔面积变化足够小，可近似视为圆形。 4、筒在转动过程中，只存在周向水平运动，不存在垂直方向的运动。 5、假设圆孔设计曲线与外圆孔曲线最多只有两个交点，可以有一段相切，且曲线连续。
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