2019年常州工学院数学建模竞赛题目
- 格式:doc
- 大小:29.50 KB
- 文档页数:1
车道被占用对城市道路通行能力的影响摘要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。
由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点,一条车道被占用,也可能降低路段所有车道的通行能力,即使时间短,也可能引起车辆排队,出现交通阻塞。
如处理不当,甚至出现区域性拥堵。
对于问题一,本文提高结果的精准度,结合两种方法进行研究,且两种方法的结果十分吻合。
由于实际通行能力是建立在基本通行能力和可能通行能力之上的,所以在求解实际通行能力之前,需要算出基本通行能力和可能通行能力,针对问题一创建了一张流程图,并借助软件加以拟合。
对实际通行能力计算,得出实际通行能力的变化过程,根据GREENSHIELD K-V线性算法得出道路越堵,车速越慢,则实际通行能力就越差,反之就会较好。
对于问题二,因为所占的车道不同,并且给的条件中有说明左转车流比例和右转车流比例不同,那只需验证两者是否存在显著性差异,运用配对样本t检验的方法就是要先满足这一方法的两个前提条件,首先必须验证是否满足正态分布,经过SPSS软件的验证可以得出符合正态分布。
然后再进行配对,从配对的结果中可以看出存在显著性差异,再结合左右转的车流量比例,更加可以看出存在显著性差异。
对于问题三,主要是对所推出来的回归方程的判断和分析因变量和各因子之间的关系,在本问中要先求出排队长度,排队长度是根据堵塞密度,进出车辆数之间的差值来求解,再根据最小二乘法来判断所假设的这一模型是否符合多元线性回归关系,本问中得出符合多元线性回归关系。
再在排队长度和最小二乘法的基础之上,运用SPSS软件,在进行结果分析时得出实际通行能力对于排队长度没有影响,所以可以剔除,而事故持续时间和上游车流量对排队长度都有明显的影响,然后得出他们的相关系数,求出最后的相关方程式。
对于问题四,题目中给出了事故发生点到上游路口的距离为140米,并且上游车流量为1500pcu/h,结合视频1中多次出现的120米这一个顶点,推算出120米内大概最大的堵塞车流量,然后按比例分配推算出140米的最大堵塞车流量,视频1中的可以通过加权平均来求出平均的实际通行能力,则事故持续时间就是要靠140米的最大堵塞车流量和平均实际通行能力来计算,最后得出事故持续时间为2.37min。
2019年数学建模国赛A题目一、题目背景2019年数学建模国际赛A题目是建立在武汉市轨道交通运行时刻表数据上的模型研究。
轨道交通是城市快速、高效、环保的交通方式,为城市居民提供了便捷的出行方式。
而轨道交通的运行时刻表则对乘客的出行、等待时间等方面有着重要的影响。
研究轨道交通的运行时刻表对于优化城市交通运输系统,提高运输效率,改善城市居民的生活质量具有重要意义。
二、题目要求本题目要求选手建立数学模型研究武汉市轨道交通运行时刻表数据。
具体要求包括以下几点:1. 分析武汉市轨道交通的运行时刻表数据,并找出其中的规律和特点。
2. 建立数学模型,预测武汉市轨道交通在不同时间段的客流量。
3. 对轨道交通的运行时刻表进行优化,提出有效的调度方案。
三、题目分析1. 分析武汉市轨道交通的运行时刻表数据,需要选手具备分析大数据的能力和技巧,掌握数据挖掘、数据处理等相关知识。
2. 建立数学模型,需要选手熟练运用数学建模方法,如统计分析、回归分析、时间序列分析等。
3. 对轨道交通的运行时刻表进行优化,需要选手具备系统优化和调度的能力,能够结合数学模型和实际情况,提出合理的调度方案。
四、解题思路1. 选手需要对武汉市轨道交通的运行时刻表数据进行深入分析,了解不同线路、不同时间段的客流量分布情况,找出规律和特点。
2. 选手可以运用统计分析和回归分析的方法,建立数学模型,预测武汉市轨道交通在不同时间段的客流量。
3. 选手可以结合实际情况,提出针对性的调度方案,对轨道交通的运行时刻表进行优化。
五、题目意义本题目旨在培养选手的数据分析和数学建模能力,帮助选手提高解决实际问题的能力和水平。
通过研究轨道交通的运行时刻表数据,可以为城市交通运输系统的优化提供重要参考,促进城市交通运输领域的发展。
六、总结2019年数学建模国际赛A题目是一个具有一定难度和挑战性的题目,要求选手具备扎实的数学和数据分析基础,具备较强的综合应用能力和创新思维能力。
2019年《数学建模》试卷分析这一套题目设计为开卷考试,阅卷依据“假设的合理性,结果的正确性,建模的创新性,表述的清晰性”判分,对完成较好的解答酌情加分.一、总得分情况1.各试题分数分配 一 二 三 四 五 六 七 八 15 12 15 12 12 15 10 10 2. 分段得分情况班级 不及格 及格 中 良 优 平均成绩21111010 2 7 5 13 3 76.27 21111020 1 4 13 8 3 76.69 21112019 3 13 9 5 0 69.6 21112020 2 8 11 7 2 73.4共计(人数)8 32 38 33 8 119 百分比6.7% 26.9% 31.9% 27.7% 6.7% 分析: ① 分数的分布呈正态分布,试题难易程度适中;② 21112019成绩有较大差异,优良率偏低,一定程度反映该班到课情况较差(后面各试题分析进一步说明).二、各试题情况分析1. 设有一个容积为1500升的圆柱型的桶,桶内盛有900升水。
如果将它水平地放置在地,问水面有多高?请你用自己的方法给出问题的近似解答.解答 设圆桶的高度为L ,底半径为R ,水面高度H . 解法一 (近似求根法)因9002/1500 ,故桶内未装水的部分的容积为并且 ,1500,150022π==πL R L R 得函数方程 )1(,054sin =π--x x另 )2(),2cos 1(x R H += 用牛顿切线法可求出方程(1)的近似根为 8248.2≈x ,代入(2)式得.1577.1)4124.1cos 1(R R H =+=解法二 (以直代曲法)H R x因600)sin 2121(22=-L x R x R , 或 600)sin (212=-x x L R , 因 2RhL ≈150,故π=π=≈201500215021502R R R RL h , 从而R R R R H 1571.1)201(20≈π+=π+=.分析: 此题的及格率过低,主要原因如下:① 较多学生审题时未注意到关键语句“给出问题的近似解答”, 因此采用复杂的积分运算,实际却无法求出问题的精确解.② 此题可以利用课堂上介绍的“以直代曲法”或“微元法”以及“泰勒近似”等方法做近似计算,反映部分学生习惯于精确计算的固定思维,未能掌握一定的工程计算思想.2. 请阐述如何理解随机数概念,说明模拟模型的本质作用. 分析:该题是基本概念题,要求在理解的基础上,用自己的语言表述清楚,但有部分学生照抄教案,或语言表述含混.3.某地区的人口众多,可将人口数N(t) 视为一个连续变量,仅考虑该地区个体的出生与死亡的条件下建立微分方程模型如下:d b t t N t t N t N t -∆-∆+=→∆)()()(10lim,(1)请写出参数b ,d 的实际意义,并对此模型进行量纲一致性检验;(2)更进一步,考虑该地区人口的迁入和迁出情况建立一个数学模型,并分析人口的变化情况.分析:①优良率超过不及格率,② 多数学生能正确理解并描述参数的实际意义,建立平衡式基本模型,从而正确建立微分方程,更进一步分析出人口的变化情况.③部分学生未理解题目,出现抄书现象.半期考试情况;1.实际意义a—出生率,单位时间内的平均出生人数;b—死亡率,单位时间内的平均死亡人数.2.量纲分析1)常数是否有量纲?2)量纲和单位的概念差别?3)DimN(t)=1,即N(t)是否是纯量?是否有单位和量纲?4. 某地区内有12个气象观察站,有10年各观察站的年降水量数据. 为了节省开支要适当减少气象站,同时使得到的降水量的信息量仍然足够大. 请你用问题分解法给出问题的整体把握,(注意:不必给出解决问题的思路与方法).分析:此题考察学生分析问题并能整体把握问题的能力. 曾作为集体作业完成,题目中特别写明注意:不必给出解决问题的思路与方法,仍有学生抄作业.正确审题的学生基本上能用问题分解法给出正确把握.5.一个收银台为顾客计算货款的时间与顾客所购商品件数成正比(大约每件费2秒钟).假设顾客购买的商品件数是按以下频率表分布:件数≤8 9~1920~29 30~3940~49≥50相对频率 0.12 0.100.18 0.28 0.20 0.12请考虑如何模拟为顾客计算货款的时间. 分析: 此题考核学生从实际数据出发,提取分布的有关信息,利用概率论知识给出随机变量的模拟原理及相应的算法的能力.① 反映部分学生仅能机械套用讲义中离散型随机变量的模拟方法,却不能灵活应用概率论中的直方图概念, 确定出所模拟随机变量应服从正态分布.② 部分学生仅给出模拟算法或仅给出算法原理.6.记x (t )为t 时刻X 方存活的士兵数,y (t )为t 时刻Y 方存活的士兵数,已建立微分方程组如下:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====-=-=.6000)0(,8000)0(,1.0,15.000y y x x x dtdy y dt dx 讨论:(1) 哪一方将会获胜? (2)战斗至少持续多少时间?分析: 利用微分方程的定性分析方得到方程的实际解答,部分学生去求方程的精确解,未能求出结果.7.已建立了海浪潮高度随时间变化的经验模型:0),511.0sin(7.2)511.0cos(4.2)(≥-=t t t t x ,现实际测得如下数据时间(小时)0 1 2 3 4 5 6 8 9 10潮高(米) 3.1 2.0 0.6 0.6 -2.2 -3.6 -3.2 -2.5 -0-1.1 2.9绘出数据残差图,并分析此经验模型对数据的拟合优度.分析: 考核学生是否掌握经验模型的拟合优度检验,但由于计算量过大,致使较多学生放弃此题或运算未完成.8.尽可能多地列举出现实中服从均匀分布的随机变量,并对其中一种阐述理由,进行说明.分析:此题考察学生对实际问题中变量的随机类型判别能力和发散思维能力,得分情况表明效果良好.。
2019 高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)B 题“同心协力”策略研究“同心协力” (又称“同心鼓”)是一项团队协作能力拓展项目。
该项目的道具是一面牛皮双面鼓,鼓身中间固定多根绳子,绳子在鼓身上的固定点沿圆周呈均匀分布,每根绳子长度相同。
团队成员每人牵拉一根绳子,使鼓面保持水平。
项目开始时,球从鼓面中心上方竖直落下,队员同心协力将球颠起,使其有节奏地在鼓面上跳动。
颠球过程中,队员只能抓握绳子的末端,不能接触鼓或绳子的其他位置。
图片来源:项目所用排球的质量为 270 g。
鼓面直径为 40 cm,鼓身高度为 22 cm,鼓的质量为 kg 。
队员人数不少于 8 人,队员之间的最小距离不得小于 60 cm。
项目开始时,球从鼓面中心上方 40 cm处竖直落下,球被颠起的高度应离开鼓面 40 cm以上,如果低于 40cm,则项目停止。
项目的目标是使得连续颠球的次数尽可能多。
试建立数学模型解决以下问题:1.在理想状态下,每个人都可以精确控制用力方向、时机和力度,试讨论这种情形下团队的最佳协作策略,并给出该策略下的颠球高度。
2.在现实情形中,队员发力时机和力度不可能做到精确控制,存在一定误差,于是鼓面可能出现倾斜。
试建立模型描述队员的发力时机和力度与某一特定时刻的鼓面倾斜角度的关系。
设队员人数为 8,绳长为,鼓面初始时刻是水平静止的,初始位置较绳子水平时下降 11 cm,表 1 中给出了队员们的不同发力时机和力度,求 s 时鼓面的倾斜角度。
表 1 发力时机(单位:s)和用力大小(单位:N)取值序号用力参数 1 2 3 4 5 6 7 8 鼓面倾角(度)1 发力时机0 0 0 0 0 0 0 0 用力大小90 80 80 80 80 80 80 802 发力时机0 0 0 0 0 0 0 0 用力大小90 90 80 80 80 80 80 803 发力时机0 0 0 0 0 0 0 0 用力大小90 80 80 90 80 80 80 804 发力时机0 0 0 0 0 0 0 用力大小80 80 80 80 80 80 80 805 发力时机0 0 0 0 0 0 用力大小80 80 80 80 80 80 80 806 发力时机0 0 0 0 0 0 用力大小80 80 80 80 80 80 80 807 发力时机0 0 0 0 0 0 0 用力大小90 80 80 80 80 80 80 808 发力时机0 0 0 0 0 0 用力大小90 80 80 90 80 80 80 809 发力时机0 0 0 0 0 0用力大小90 80 80 90 80 80 80 803.在现实情形中,根据问题 2 的模型,你们在问题 1 中给出的策略是否需要调整?如果需要,如何调整?4.当鼓面发生倾斜时,球跳动方向不再竖直,于是需要队员调整拉绳策略。
中国大学生数学建模竞赛(CUMCM)历年赛题一览CUMCM从1992年到2007年的16年中共出了45个题目,供大家浏览1992年A.施肥效果分析问题(北京理工大学:叶其孝)B.实验数据分解问题(复旦大学:谭永基)1993年A.非线性交调的频率设计问题(北京大学:谢衷洁)B.足球排名次问题(清华大学:蔡大用)1994年A.逢山开路问题(西安电子科技大学:何大可)B.锁具装箱问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此)1995年A.飞行管理问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此)B.天车与冶炼炉的作业调度问题(浙江大学:刘祥官,李吉鸾)1996年A.最优捕鱼策略问题(北京师范大学:刘来福)B.节水洗衣机问题(重庆大学:付鹂)1997年A.零件参数设计问题(清华大学:姜启源)B.截断切割问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此)1998年A.投资的收益和风险问题(浙江大学:陈淑平)B.灾情巡视路线问题(上海海运学院:丁颂康)1999年A.自动化车床管理问题(北京大学:孙山泽)B.钻井布局问题(郑州大学:林诒勋)C.煤矸石堆积问题(太原理工大学:贾晓峰)2000年A.DNA序列分类问题(北京工业大学:孟大志)B.钢管订购和运输问题(武汉大学:费甫生)C.飞越北极问题(复旦大学:谭永基)D.空洞探测问题(东北电力学院:关信)2001年A.血管的三维重建问题(浙江大学:汪国昭)B.公交车调度问题(清华大学:谭泽光)C.基金使用计划问题(东南大学:陈恩水)2002年A.车灯线光源的优化设计问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此)B.彩票中的数学问题(解放军信息工程大学:韩中庚)C.赛程安排问题(清华大学:姜启源)2003年A.SARS的传播问题(组委会)B.露天矿生产的车辆安排问题(吉林大学:方沛辰)C.抢渡长江问题(华中农业大学:殷建肃)2004年A.奥运会临时超市网点设计问题(北京工业大学:孟大志)B.电力市场的输电阻塞管理问题(浙江大学:刘康生)C.酒后开车问题(清华大学:姜启源)D.招聘公务员问题(解放军信息工程大学:韩中庚)2005年A.长江水质的评价和预测问题(解放军信息工程大学:韩中庚)B.DVD在线租赁问题(清华大学:谢金星等)C.雨量预报方法的评价问题(复旦大学:谭永基)2006年A.出版社的资源配置问题(北京工业大学:孟大志)B.艾滋病疗法的评价及疗效的预测问题(天津大学:边馥萍)C.易拉罐的优化设计问题(北京理工大学:叶其孝)D.煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制问题(解放军信息工程大学:韩中庚)2007年A.中国人口增长预测问题(清华大学:唐云)B.乘公交,看奥运问题(吉林大学:方沛辰,国防科大:吴孟达)C.手机“套餐”优惠几何问题(解放军信息工程大学:韩中庚)D.体能测试时间安排问题(全国组委会)。
2019年第十二届华中地区数学建模邀请赛a题范文摘要:一、引言二、题目分析1.题目背景2.题目要求3.题目难点三、解题思路1.第一步:建立数学模型2.第二步:求解模型3.第三步:验证模型四、模型应用与优化1.模型在实际生活中的应用2.模型的优化方向五、总结正文:一、引言2019 年第十二届华中地区数学建模邀请赛a 题的范文,主要针对这次比赛的题目进行分析和解答。
本次比赛的a 题为《基于数据挖掘的社群发现与聚类》,要求参赛选手运用数学建模的方法,对给定的数据进行分析,提取有价值的信息,并建立合理的模型,对社群进行聚类分析。
二、题目分析1.题目背景随着互联网的普及和社交媒体的发展,人们在网络上的社交行为越来越丰富,社群不再局限于传统的地域和兴趣划分,而是逐渐呈现出多样化、复杂化的特点。
如何从海量的网络数据中发现有价值的社群信息,成为当下研究的热点。
2.题目要求本次比赛的题目要求参赛选手首先对给定的数据进行预处理,包括数据清洗、特征提取等,然后运用聚类算法对数据进行分析,提取有价值的社群信息,并建立合理的数学模型。
3.题目难点本题的难点在于如何从海量的数据中提取有价值的信息,以及如何选择合适的聚类算法进行分析。
此外,如何根据模型的结果对社群进行合理的划分和描述,也是参赛选手需要关注的问题。
三、解题思路1.第一步:建立数学模型在解决本题时,首先需要建立一个合适的数学模型。
由于本题的目标是提取有价值的社群信息,因此可以考虑运用聚类算法,将数据划分为若干个具有相似特征的社群。
具体来说,可以采用K-means、DBSCAN 等常见的聚类算法。
2.第二步:求解模型在建立数学模型后,接下来需要对模型进行求解。
具体来说,可以先将数据进行预处理,包括数据清洗、特征提取等,然后运用选定的聚类算法对数据进行分析,得到社群的划分结果。
3.第三步:验证模型为了验证模型的有效性,可以采用一些评价指标,如轮廓系数、误差平方和等,对模型的结果进行评估。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)A题城市表层土壤重金属污染分析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。
对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分,城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等,分别记为1类区、2类区、……、5类区,不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。
为此,将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域,按照每平方公里1个采样点对表层土(0~10 厘米深度)进行取样、编号,并用GPS记录采样点的位置。
应用专门仪器测试分析,获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。
另一方面,按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样,将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息,附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度,附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务:(1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布,并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2) 通过数据分析,说明重金属污染的主要原因。
(3) 分析重金属污染物的传播特征,由此建立模型,确定污染源的位置。
(4) 分析你所建立模型的优缺点,为更好地研究城市地质环境的演变模式,还应收集什么信息?有了这些信息,如何建立模型解决问题?题 目 A 题 城市表层土壤重金属污染分析摘 要:本文研究的是某城区警车配置及巡逻方案的制定问题,建立了求解警车巡逻方案的模型,并在满足D1的条件下给出了巡逻效果最好的方案。
在设计整个区域配置最少巡逻车辆时,本文设计了算法1:先将道路离散化成近似均匀分布的节点,相邻两个节点之间的距离约等于一分钟巡逻路程。
2019年电工杯数学建模题目一、题目背景1.1 电工杯数学建模竞赛电工杯是我国电气工程学会主办的国际性大学生竞赛,旨在推动和促进大学生的创新意识和能力。
其中数学建模竞赛是其中的重要组成部分,每年都会吸引众多优秀的大学生参与。
1.2 数学建模的重要性数学建模作为一种解决实际问题的数学方法,在科学研究和工程技术领域具有重要的应用价值。
通过数学建模,可以将实际问题转化为数学模型,进而进行定量分析和求解,为实际问题的解决提供理论依据和技术支持。
培养学生的数学建模能力对于提升科学技术水平和培养创新人才具有重要意义。
二、2019年电工杯数学建模题目概述2.1 题目背景2019年电工杯数学建模题目涉及到电气工程领域中的实际问题,题目背景紧扣实际应用,旨在考察参赛者对于电气工程问题的数学建模能力以及解决复杂问题的能力。
具体题目内容涉及电路分析、信号处理、电磁场计算等方面,要求参赛者结合数学分析和工程技术知识解决问题。
2.2 题目要求2019年电工杯数学建模题目对参赛者的要求较高,需要参赛者具备扎实的数学功底和电气工程知识,能够熟练运用数学方法建立模型,并通过计算求解问题。
还需要参赛者具备良好的团队合作能力和创新思维,能够在规定的时间内完成题目要求。
三、题目分析3.1 题目一题目一涉及电路分析和传输线理论,要求参赛者通过建立电路模型和传输线模型,研究电路中的信号传输特性。
参赛者需要分析信号在传输线上的衰减、传输速度以及回波等情况,进而提出改善传输性能的方案。
3.2 题目二题目二涉及数字信号处理和频域分析,要求参赛者利用离散傅里叶变换、小波变换等方法对数字信号进行分析和处理。
参赛者需要研究数字信号的频谱特性、能量分布以及滤波方法,提出有效的数字信号处理方案。
3.3 题目三题目三涉及电磁场计算和辐射场分析,要求参赛者通过数学建模和仿真计算,研究电磁场在空间中的分布规律和辐射特性。
参赛者需要分析电磁场的场强分布、波束形成以及辐射功率密度等问题,提出优化电磁场分布的方案。
2019高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)A题高压油管的压力控制燃油进入和喷出高压油管是许多燃油发动机工作的基础,图1给出了某高压燃油系统的工作原理,燃油经过高压油泵从A处进入高压油管,再由喷口B喷出。
燃油进入和喷出的间歇性工作过程会导致高压油管内压力的变化,使得所喷出的燃油量出现偏差,从而影响发动机的工作效率。
图1 高压油管示意图问题1. 某型号高压油管的内腔长度为500mm,内直径为10mm,供油入口A处小孔的直径为1.4mm,通过单向阀开关控制供油时间的长短,单向阀每打开一次后就要关闭10ms。
喷油器每秒工作10次,每次工作时喷油时间为2.4ms,喷油器工作时从喷油嘴B处向外喷油的速率如图2所示。
高压油泵在入口A处提供的压力恒为160 MPa,高压油管内的初始压力为100 MPa。
如果要将高压油管内的压力尽可能稳定在100 MPa左右,如何设置单向阀每次开启的时长?如果要将高压油管内的压力从100 MPa增加到150 MPa,且分别经过约2 s、5 s和10 s的调整过程后稳定在150 MPa,单向阀开启的时长应如何调整?图2 喷油速率示意图问题2. 在实际工作过程中,高压油管A处的燃油来自高压油泵的柱塞腔出口,喷油由喷油嘴的针阀控制。
高压油泵柱塞的压油过程如图3所示,凸轮驱动柱塞上下运动,凸轮边缘曲线与角度的关系见附件1。
柱塞向上运动时压缩柱塞腔内的燃油,当柱塞腔内的压力大于高压油管内的压力时,柱塞腔与高压油管连接的单向阀开启,燃油进入高压油管内。
柱塞腔内直径为5mm,柱塞运动到上止点位置时,柱塞腔残余容积为20mm3。
柱塞运动到下止点时,低压燃油会充满柱塞腔(包括残余容积),低压燃油的压力为0.5 MPa。
喷油器喷嘴结构如图4所示,针阀直径为2.5mm、密封座是半角为9°的圆锥,最下端喷孔的直径为1.4mm。
针阀升程为0时,针阀关闭;针阀升程大于0时,针阀开启,燃油向喷孔流动,通过喷孔喷出。
中国研究生创新实践系列大赛“HW杯”第十六届中国研究生数学建模竞赛学校参赛队号1.队员姓名 2.3.中国研究生创新实践系列大赛“HW杯”第十六届中国研究生数学建模竞赛题目多约束条件下智能飞行器航迹快速规划摘要:本文研究了多约束条件下智能飞行器航迹快速规划问题,这是一个多目标约束问题。
本文首先针对附件中的校正节点数据进行数据处理,构建从起点 A 到终点 B 的邻接距离网络,将航迹快速规划问题转化为0-1 多目标整数规划问题。
接着通过系统建模建立0-1 多目标整数规划模型,并通过自适应改进型Dijkstra 算法和自适应型蚁群算法,综合求解多目标规划模型,给出多约束条件下智能飞行器航迹快速规划的方案。
针对问题一,本文通过构架0-1 多目标整数规划模型,以航迹长度尽可能小和经过校正区域进行校正的次数尽可能少为目标,通过动态规划中的分阶段优化方法,给出航迹快速规划的方案。
在第一阶段利用自适应改进型Dijkstra 算法和蚁群算法得出当前满足约束条件的最优路径和最佳误差校正点。
第二阶段,在满足约束条件的基础上,应用贪婪算法在实际情况中对航行轨迹进一步优化。
针对问题一,本文求出附件一的最优航行轨迹为:起点A → 503 → 69 → 237 → 155 → 338 → 457 → 555 → 436 → 终点B,飞行器最短的航迹长度为104.9 × 103m,经过校正区域进行校正的次数为8 次;附件二的最优航行轨迹为:起点A → 163 → 114 → 8 → 309 → 305 → 123 → 45 → 160 ⟶92 → 93 ⟶61 ⟶ 292 ⟶终点B,飞行器最短的航迹长度为109.34 × 103m,经过校正区域进行校正的次数为12 次。
针对问题二,与第一问不同的是,问题二增加了飞行器在实际飞行过程中有200 米的最小转弯半径约束。
本文通过系统分析最小转弯半径约束对飞行器实际飞行路程和能否成功到达的影响,重新构建邻接距离网络和多目标规划模型。
2019年常州工学院数学建模竞赛题目
(请先阅读“竞赛注意事项”)
B题:飞行器再入轨迹优化问题
天地往返运输系统执行飞行任务一般经历三个阶段:发射阶段、在轨运行阶段和再入大气层返回着陆阶段。
其中,以再入大气层阶段最为复杂,它是指飞行器沿转变后的轨道到达它要着陆的天体的大气层,安全通过大气层并利用大气减速最终安全着陆在天体上的过程,简称为再入过程。
简言之,再入是指飞行器从大气层外再次进入大气层内的飞行。
如何设计再入轨迹使得有效载荷最大、消耗能量最小、落地速度不能过大以及飞行器表面温度不超过允许的极限值等,以确保再入飞行器无损的降落在预定着陆区之内是很有理论与工程价值的问题。
问题1:考虑绕月飞行器在月球表面(没有大气层)降落的情形,试构造此时飞行器再入轨迹优化设计的数学模型,并通过数值仿真来分析、验证模型的有效性(不考虑地球等其他天体的影响);
问题2:考虑飞行器再入地球大气层的情形,试构造此时再入轨迹优化设计问题的数学模型,并通过数值仿真来对模型进行分析。