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数学建模面试稿

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2012全国大学生数学建模面试稿

各位评委老师好!我是来自广西教育学院10级数学教育专业的庞添耀,这位是我的队友冯月香,这位是我的队友宣育萍。通过我们共同讨论之后确定方案。我主要负责写论文,冯月香主要负责画图,宣育萍主要负责编程,最后我们共同完成整篇论文。

我的介绍完毕,下面有我来陈述我们论文的解题思路:先分析问题,提出模型假设,再建立模型求解。

对于问题一,提出一个假设。A到B有一个半径为r的园形障碍物,绕过障碍物求A到B的最短路径,通过作图解答比较,得出沿着切线到最小圆半径的圆弧到另一个目标点的距离最短。

考虑到机器人不能抓线转弯,转弯路径由直线路径相切的一段圆弧组成,而且每的圆弧的半径最小为10单位,所以按照半径最小为10单位的圆弧转弯来计算才能达到最优。

采用2种方法:

方法一,具有圆形限定区域的最短路径是由线和圆弧组成,建立线、圆结构。在拐点和节点处采用最小转弯半径10个单位,建立最短径模型,再用MATLAB

求解出最短路径

方法二:

用CAD作图方法:

1.在CAD的绘图窗口中,设置“图形界限”为800*800矩形边框,边框的左下角为原点,标注上刻度。

2.在利用“直线”“点”“矩形”“圆”“文字”等绘图工具,按1:1比例绘图制出“坐标”和“机器人避障问题”场景图。

3.利用“偏移”“图层”等修改和设置工具,绘制“安全线”(与障碍物的距离为10)。

4.再根据机器人避障问题的要求及算法(方法)的设计,借助点的“捕捉”功能(端点的捕捉、圆心的捕捉、切点的捕捉),利用“直线”“圆”绘图工具和“修剪”工具绘制各种可能的路径。

5.利用“标注”的“对齐”工具测量出路径、圆弧的弧长,利用“{工具”中的“查询”命令查询出路径上个端点的坐标及各段圆弧的圆心坐标。

6.将路径上各段线及弧的长度相加,即得到路径的长度,O-A的最短路径为471、0372. O-B的最短路径为876、7043。 O-C的最短路径为1088、2044. O-A-B-C-O的最短路径为2729、8789.

对于问题二,虽然从第一问已经求出了它的最短,但是由题目公式可知,机器人在转弯时,随着圆弧半径增大而转弯速度也增大。为使机器人O-A行走的时间最短,建立最短时间模型,再用LINGO求出最优解,当转弯半径R=14时,最短时间为94.232秒。

由优点:本文对问题—采用了2种方法,通过建立最优模型和利用CAD软件,找出从0点到各目标点的11条路径。经过目标时,以最小半径为10个单位。弧的端点为切线,经过目标点为弧的中点,作出恰当的圆弧。利用CAD软件可以得到最优结果,精确度高,通过列图表方法使人通俗易懂。

我陈述完毕,请各位评委老师点评、提问。

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