建模技術(shù)論文匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇建模技術(shù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

 

1 引言

“物競天擇，適者生存”是達(dá)爾文生物進(jìn)化論的基本原理，揭示了物種總是向著更適應(yīng)自然界的方向進(jìn)化的規(guī)律。可見，生物進(jìn)化過程本質(zhì)上是一種優(yōu)化過程，在計(jì)算科學(xué)上具有直接的借鑒意義。在計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，生物進(jìn)化過程不僅可以在計(jì)算機(jī)上模擬實(shí)現(xiàn)，而且還可以模擬進(jìn)化過程，創(chuàng)立新的優(yōu)化計(jì)算方法，并應(yīng)用到復(fù)雜工程領(lǐng)域之中，這就是遺傳算法等一類進(jìn)化計(jì)算方法的思想源泉。

2 遺傳算法概述

遺傳算法是將生物學(xué)中的遺傳進(jìn)化原理和隨[1]優(yōu)化理論相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種隨機(jī)性的全局優(yōu)算法。遺傳算法不但具有較強(qiáng)的全局搜索功能和求解問題的能力，還具有簡單通用、魯棒性強(qiáng)、適于并行處理等特點(diǎn)數(shù)學(xué)建模論文，是一種較好的全局優(yōu)化搜索算法。在遺傳算法的應(yīng)用中，由于編碼方式和遺傳算子的不同，構(gòu)成了各種不同的遺傳算法。但這些遺傳算法都有共同的特點(diǎn)，即通過對生物遺傳和進(jìn)化過程中選擇、交叉、變異機(jī)理的模仿，來完成對問題最優(yōu)解的自適應(yīng)搜索過程。基于這個共同點(diǎn)，Holland的遺傳算法常被稱為簡單遺傳算法（簡記SGA），簡單遺傳算法只使用選擇算子、交叉算子和變異算子這三種基本遺傳算子，其遺傳進(jìn)化操作過程簡單，容易理解，是其他一些遺傳算法的雛形和基礎(chǔ)，這種改進(jìn)的或變形的遺傳算法，都是以其為基礎(chǔ)[1]。

2.1遺傳算法幾個基本概念

個體(IndividualString)：個體是遺傳算法中用來模擬生物染色體的一定數(shù)目的二進(jìn)制串，該二進(jìn)制串用來表示優(yōu)化問題的滿意解。

種群(population)：包含一組個體的群體，是問題解的集合。

基因模式(Sehemata)：基因模式是指二進(jìn)制位串表示的個體中，某一個或某些位置上具有相似性的個體組成的集合，也稱模式。

適應(yīng)度(Fitness)：適應(yīng)度是以數(shù)值方式來描述個體優(yōu)劣程度的指標(biāo)，由評價函數(shù)F計(jì)算得到。F作為求解問題的目標(biāo)函數(shù)，求解的目標(biāo)就是該函數(shù)的最大值或最小值。

遺傳算子(genetic operator)：產(chǎn)生新個體的操作，常用的遺傳算子有選擇、交叉和變異。

選擇(Reproduetion)：選擇算子是指在上一代群體中按照某些指標(biāo)挑選出的，參與繁殖下一代群體的一定數(shù)量的個體的一種機(jī)制龍?jiān)雌诳€體在下一代種群中出現(xiàn)的可能性由個體的適應(yīng)度決定，適應(yīng)度越高的個體，產(chǎn)生后代的概率就越高。

交叉(erossover)：交叉是指對選擇后的父代個體進(jìn)行基因模式的重組而產(chǎn)生后代個體的繁殖機(jī)制。在個體繁殖過程中，交叉能引起基因模式的重組，從而有可能產(chǎn)生含優(yōu)良性能的基因模式的個體。交叉可以發(fā)生在染色體的一段基因串或者多段基因串。交叉概率（Pc）決定兩個個體進(jìn)行交叉操作的可能性數(shù)學(xué)建模論文，交叉概率太小時難以向前搜索，太大則容易破壞高適應(yīng)度的個體結(jié)構(gòu)，一般Pc取0.25~0.75

變異(Mutation)：變異是指模擬生物在自然的遺傳環(huán)境中由于某種偶然因素引起的基因模式突變的個體繁殖方式。在變異算子中，常以一定的變異概率（Pm）在群體中選取個體，隨機(jī)選擇個體的二進(jìn)制串中的某些位進(jìn)行由概率控制的變換（0與1互換）從而產(chǎn)生新的個體[2]。如果變異概率太小，就難以產(chǎn)生新的基因結(jié)構(gòu)，太大又會使遺傳算法成了單純的隨機(jī)搜索，一般取Pm=0.1~0.2。在遺傳算法中，變異算子增加了群體中基因模式的多樣性，從而增加了群體進(jìn)化過程中自然選擇的作用，避免早熟現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.2基本遺傳算法的算法描述

用P(t)代表第t代種群，下面給出基本遺傳算法的程序偽代碼描述：

基本操作：

InitPop（）

操作結(jié)果：產(chǎn)生初始種群，初始化種群中的個體，包括生成個體的染色體值、計(jì)算適應(yīng)度、計(jì)算對象值。

Selection（）

初始條件：種群已存在。

操作結(jié)果：對當(dāng)前種群進(jìn)行交叉操作。

Crossover（）

初始條件：種群已存在。

操作結(jié)果：對當(dāng)前種群進(jìn)行交叉操作。

Mutation（）

初始條件：種群已存在。

對當(dāng)前種群進(jìn)行變異操作。

PerformEvolution（）

初始條件：種群已存在且當(dāng)前種群不是第一代種群。

操作結(jié)果：如果當(dāng)前種群的最優(yōu)個體優(yōu)于上一代的最優(yōu)本，則將其賦值給bestindi，否則不進(jìn)行任何操作。

Output（）

初始條件：當(dāng)前種群是最后一代種群。

操作結(jié)果：輸出bestindi的表現(xiàn)型以及對象值。

3 遺傳算法的缺點(diǎn)及改進(jìn)

遺傳算法有兩個明顯的缺點(diǎn)：一個原因是出現(xiàn)早熟往往是由于種群中出現(xiàn)了某些超級個體，隨著模擬生物演化過程的進(jìn)行，這些個體的基因物質(zhì)很快占據(jù)種群的統(tǒng)治地位，導(dǎo)致種群中由于缺乏新鮮的基因物質(zhì)而不能找到全局最優(yōu)值；另一個主要原因是由于遺傳算法中選擇及雜交變異等算子的作用，使得一些優(yōu)秀的基因片段過早丟失，從而限制了搜索范圍，使得搜索只能在局部范圍內(nèi)找到最優(yōu)值，而不能得到滿意的全局最優(yōu)值[3]。為提高遺傳算法的搜索效率并保證得到問題的最優(yōu)解，從以下幾個方面對簡單遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)。

3.1編碼方案

因?qū)崝?shù)編碼方案比二進(jìn)制編碼策略具有精度高、搜索范圍大、表達(dá)自然直觀等優(yōu)點(diǎn)數(shù)學(xué)建模論文，并能夠克服二進(jìn)制編碼自身特點(diǎn)所帶來的不易求解高精度問題、不便于反應(yīng)所求問題的特定知識等缺陷，所以確定實(shí)數(shù)編碼方案替代SGA中采用二進(jìn)制編碼方案[4]。

3.2 適應(yīng)度函數(shù)

采用基于順序的適應(yīng)度函數(shù)，基于順序的適應(yīng)度函數(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是個體被選擇的概率與目標(biāo)函數(shù)的具體值無關(guān)，僅與順序有關(guān)[5]。構(gòu)造方法是先將種群中所有個體按目標(biāo)函數(shù)值的好壞進(jìn)行排序，設(shè)參數(shù)β∈(0,1)，基于順序的適應(yīng)度函數(shù)為：

（1）

3.3 選擇交叉和變異

在遺傳算法中，交叉概率和變異概率的選取是影響算法行為和性能的關(guān)鍵所在，直接影響算法的收斂性。在SGA中，交叉概率和變異概率能夠隨適應(yīng)度自動調(diào)整，在保持群體多樣性的同時保證了遺傳算法的收斂性。在自適應(yīng)基本遺傳算法中，pc和pm按如下公式進(jìn)行自動調(diào)整：

（2）

（3）

式中：fmax為群體中最大的適應(yīng)度值；fave為每代群體的平均適應(yīng)度值；f′為待交叉的兩個個體中較大的適應(yīng)度值；f為待變異個體的適應(yīng)度值；此處，只要設(shè)定k1、k2、k3、k4為（0，1）之間的調(diào)整系數(shù)，Pc及Pm即可進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。本文對標(biāo)準(zhǔn)的遺傳算法進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的遺傳算法對交叉概率采用與個體無關(guān)，變異概率與個體有關(guān)。交叉算子主要作用是產(chǎn)生新個體，實(shí)現(xiàn)了算法的全局搜索能力。從種群整體進(jìn)化過程來看，交叉概率應(yīng)該是一個穩(wěn)定而逐漸變小，到最后趨于某一穩(wěn)定值的過程；而從產(chǎn)生新個體的角度來看，所有個體在交叉操作上應(yīng)該具有同等地位，即相同的概率，從而使GA在搜索空間具有各個方向的均勻性。對公式（2)和（3）進(jìn)行分析表明，適應(yīng)度與交叉率和變異率呈簡單的線性映射關(guān)系。當(dāng)適應(yīng)度低于平均適應(yīng)度時，說明該個體是性能不好的個體數(shù)學(xué)建模論文，對它就采用較大的交叉率和變異率；如果適應(yīng)度高于平均適應(yīng)度，說明該個體性能優(yōu)良，對它就根據(jù)其適應(yīng)度值取相應(yīng)的交叉率和變異率龍?jiān)雌诳?/p>

當(dāng)個體適應(yīng)度值越接近最大適應(yīng)度值時，交叉概率和變異概率就越小；當(dāng)?shù)扔谧畲筮m應(yīng)度值時，交叉概率和變異概率為零。這種調(diào)整方法對于群體處于進(jìn)化的后期比較合適，這是因?yàn)樵谶M(jìn)化后期，群體中每個個體基本上表現(xiàn)出較優(yōu)的性能，這時不宜對個體進(jìn)行較大的變化以免破壞了個體的優(yōu)良性能結(jié)構(gòu)；但是這種基本遺傳算法對于演化的初期卻不利，使得進(jìn)化過程略顯緩慢[6]。因?yàn)樵谘莼跗冢后w中較優(yōu)的個體幾乎是處于一種不發(fā)生變化的狀態(tài)，而此時的優(yōu)良個體卻不一定是全局最優(yōu)的，這很容易導(dǎo)致演化趨向局部最優(yōu)解。這容易使進(jìn)化走向局部最優(yōu)解的可能性增加。同時，由于對每個個體都要分別計(jì)算Pc和Pm，會影響程序的執(zhí)行效率，不利于實(shí)現(xiàn)。

對自適應(yīng)遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，使群體中具有最大適應(yīng)度值的個體的交叉概率和變異概率不為零，改進(jìn)后的交叉概率和變異概率的計(jì)算公式如式（4）和（5）所示。這樣，經(jīng)過改進(jìn)后就相應(yīng)地提高了群體中性能優(yōu)良個體的交叉概率和變異概率，使它們不會處于一種停滯不前的狀態(tài)，從而使得算法能夠從局部最優(yōu)解中跳出來獲得全局最優(yōu)解[7]。

(4)

(5)

其中：fmax為群體中最大的適應(yīng)度值；fave為每代群體的平均適應(yīng)度值；f′為待交叉的兩個個體中較大的適應(yīng)度值；f為待變異個體的適應(yīng)度值；pc1為最大交叉概率；pm1為最大變異概率。

3.4 種群的進(jìn)化與進(jìn)化終止條件

將初始種群和產(chǎn)生的子代種群放在一起，形成新的種群，然后計(jì)算新的種群各個體的適應(yīng)度，將適應(yīng)度排在前面的m個個體保留，將適應(yīng)度排在后面m個個體淘汰數(shù)學(xué)建模論文，這樣種群便得到了進(jìn)化[8]。每進(jìn)化一次計(jì)算一下各個個體的目標(biāo)函數(shù)值，當(dāng)相鄰兩次進(jìn)化平均目標(biāo)函數(shù)之差小于等于某一給定精度ε時，即滿足如下條件：

(6)

式中，為第t+1次進(jìn)化后種群的平均目標(biāo)函數(shù)值，為第t次進(jìn)化后種群的平均目標(biāo)函數(shù)值，此時，可終止進(jìn)化。

3.5 重要參數(shù)的選擇

GA的參數(shù)主要有群里規(guī)模n，交叉、變異概率等。由于這些參數(shù)對GA性能影響很大，因此參數(shù)設(shè)置的研究受到重視。對于交叉、變異概率的選擇，傳統(tǒng)選擇方法是靜態(tài)人工設(shè)置。現(xiàn)在有人提出動態(tài)參數(shù)設(shè)置方法，以減少人工選擇參數(shù)的困難和盲目性。

4 結(jié)束語

遺傳算法作為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。由于遺傳算法的并行性和全局搜索等特點(diǎn)，已在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。本文針對傳統(tǒng)遺傳算法的早熟收斂、得到的結(jié)果可能為非全局最優(yōu)收斂解以及在進(jìn)化后期搜索效率較低等缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的遺傳算法在全局收斂性和收斂速度方面都有了很大的改善，得到了較好的優(yōu)化結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]邢文訓(xùn),謝金星.現(xiàn)代優(yōu)化計(jì)算方法[M].北京:清華大學(xué)出版社,1999:66-68.

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[3]李敏強(qiáng),寇紀(jì)淞,林丹,李書全.遺傳算法的基本理論與應(yīng)用[M].科學(xué)出版社, 2002:1-16.

[4]涂承媛,涂承宇.一種新的收斂于全局最優(yōu)解的遺傳算法[J].信息與控制,2001,30(2):116-138

[5]陳瑋,周激,流程進(jìn),陳莉.一種改進(jìn)的兩代競爭遺傳算法[J].四川大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2003.040(002):273-277.

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[7]金晶,蘇勇.一種改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2005,41(18):64-69.

篇（2）

2.豐富教學(xué)方法

由于實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)的目的和特點(diǎn)，就決定了運(yùn)用傳統(tǒng)的，比較單一的授課模式，即講授式，是不可能達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo)的。所以，在教學(xué)的過程中，要多種教學(xué)方法并用，尤其是能夠促進(jìn)學(xué)生思考，激起學(xué)生興趣的教學(xué)方式，如討論式教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法等等，對于實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思想都是非常有益的。

3.改革學(xué)生成績評價機(jī)制，為社會輸送應(yīng)用型專門人才

由于當(dāng)下的教育中，對于考試成績的重視程度極高。然而，在實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)的考試中，卻在很大程度上側(cè)重于推理以及推理過程中的計(jì)算。這就使得教師以及學(xué)生在教學(xué)以及學(xué)習(xí)的過程中都過度的重視推理與計(jì)算。所以要想提高數(shù)學(xué)建模思想的在課堂中的滲透，必須要改變學(xué)生的成績評價機(jī)制，從而為我國培養(yǎng)更多的具有高強(qiáng)度思維能力的人才。

4.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),培養(yǎng)應(yīng)用型專門數(shù)學(xué)教師

由于現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)教師在大學(xué)時接受的都是傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育，依據(jù)他們現(xiàn)有的教育觀念和知識結(jié)構(gòu)，很難真正實(shí)現(xiàn)上述三條措施，因此應(yīng)大力加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)師資隊(duì)伍的建設(shè)。要加強(qiáng)教師的數(shù)學(xué)教育哲學(xué)、現(xiàn)代教育理論的學(xué)習(xí)，從根本上轉(zhuǎn)變教師的數(shù)學(xué)教學(xué)觀，要專門培養(yǎng)一批精通數(shù)學(xué)建模方法和數(shù)學(xué)軟件的使用、掌握經(jīng)濟(jì)學(xué)基本知識、了解經(jīng)濟(jì)問題。要想將數(shù)學(xué)建模思想很好的應(yīng)用在實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)中，需要從教學(xué)的多個方面進(jìn)行考慮。然而，以上也僅僅是實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)建模思想的幾個方面的探索，且這些研究都還比較淺顯。而僅僅憑借這些研究來提高實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，并且將數(shù)學(xué)建模思想很好的應(yīng)用在實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)中，顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以，對于實(shí)用經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的研究還需要數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域的研究人士進(jìn)行進(jìn)一步的研究和思考。

篇（3）

概率論以及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)這門課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，因此，在教學(xué)課程上，教師需要在教學(xué)的基本內(nèi)容中加入更多的實(shí)例教學(xué)，幫助學(xué)生理解這門學(xué)科的基本知識點(diǎn)，加深學(xué)生對基本理論的記憶。例如：在講概率學(xué)中最基本的加法公式時，加入數(shù)學(xué)建模的基本思想，利用俗語“三個臭皮匠”的相關(guān)內(nèi)容作為教學(xué)實(shí)例。俗語中有三個臭皮匠的想法能夠比的上一個諸葛亮，意思就是說多個人共同合作的效果比較大，可以將這種實(shí)際中的問題引入到數(shù)學(xué)概率論的教學(xué)中，從科學(xué)的概率論中證明這種想法是否正確。首先需要根據(jù)具體的問題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，想要證明三個臭皮匠能否勝過諸葛亮，這個問題主要是討論多個人與一個人在解決問題的能力上是否存在較大的差別，在概率論中計(jì)算解決問題的概率。用c表示問題中諸葛亮解決問題的能力，ai表示其中（ii=1，2，3）個臭皮匠解決問題的能力，每一個臭皮匠單獨(dú)解決問題存在的概率是P（a1）=0.45，P（a2）=0.6，P（a3）=0.45，諸葛亮解決問題存在的概率是P（c）=0.9，事件b表示順利解決問題，那么諸葛亮順利解決問題的概率P（b）=P（c）=0.9，三個臭皮匠能夠順利解決問題的概率是P（b）=P（a1）+P（a2）+P（a3）。按照概率論中的基本加法公式得P（b）=P（a1+a2+a3）=P（a1）+P（a2）+P（a3）-P（a1a2）-P（a2a3）-P（a1a3）+P（a1a2a3）解得P（b）=0.901。因此，得出結(jié)論三個臭皮匠順利解決問題存在的準(zhǔn)確概率大于90%，這種概率大于諸葛亮獨(dú)自順利解決問題的概率，提出的問題被證實(shí)。在解決這一問題過程中，大部分學(xué)生都能夠在數(shù)學(xué)建模找到學(xué)習(xí)的樂趣，在輕松的課堂氛圍中學(xué)到了基本的概率學(xué)知識。這種教學(xué)方式更貼近學(xué)生的生活，有效的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)概率論以及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)這一課程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)。

2.課設(shè)數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課

一般情況下，數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程都需要結(jié)合數(shù)學(xué)建模的基本思想，將各種數(shù)學(xué)軟件作為教學(xué)的平臺，模擬相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用到教學(xué)中已經(jīng)越來越普遍，一般概率論以及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中的計(jì)算都可以利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算。教學(xué)中經(jīng)常使用的教學(xué)軟件有SPSS以及MABTE等，對于一些數(shù)據(jù)量非常大的教學(xué)案例，比如數(shù)據(jù)模擬技術(shù)等問題，都能夠利用各種軟件進(jìn)行準(zhǔn)確的處理。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)課程中，學(xué)生能夠真實(shí)的體會到數(shù)學(xué)建模的整個過程，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生自發(fā)的主動探索概率論以及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的相關(guān)知識內(nèi)容。通過專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動手以及解決問題的能力。

3.利用新的教學(xué)方法

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)說教式的教學(xué)方法并不能取得較高的教學(xué)效果，這種傳統(tǒng)的教學(xué)也已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教學(xué)的基本要求。在概率論以及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模的基本思想并采用新的教學(xué)方法，能夠有效的提高課堂教學(xué)效果。將講述教學(xué)與課堂討論相互結(jié)合，在講述基本概念時穿插各種討論的環(huán)節(jié)，能夠激發(fā)學(xué)生主動思考。啟發(fā)式教學(xué)法，通過已經(jīng)掌握的知識對新的知識內(nèi)容進(jìn)行啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題，自覺探索新的知識。案例教學(xué)法，實(shí)踐教學(xué)證明，這也是在概率論中融入數(shù)學(xué)建模基本思想最有效的教學(xué)方法。在學(xué)習(xí)新的知識概念時，首先引入適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)案例，并且，案例的選擇要新穎具有針對性，從淺到深，教學(xué)的內(nèi)容從具體到抽象，對學(xué)生起到良好的啟發(fā)作用。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中改變了以往被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，開始主動探索，案例的教學(xué)貼近學(xué)生的生活學(xué)生更容易接受。這種教學(xué)方法加深了學(xué)生對概率論相關(guān)知識的理解，發(fā)散思維，并利用概率論以及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的基本內(nèi)容解決現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問題，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。在運(yùn)用各種新的教學(xué)方法時，應(yīng)該更加注重學(xué)生的參與性，只有參與到教學(xué)活動中，才能夠真正理解知識的內(nèi)涵。

4.有效的學(xué)習(xí)方式

對于概率論以及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容在教學(xué)的過程中不能只是照本宣科，而數(shù)學(xué)建模的基本思想并沒有固定不變的模式，需要多種技能的相互結(jié)合，綜合利用。在實(shí)際的教學(xué)中，教師不應(yīng)該一味的參照課本的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，而是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會走出課本自主解決現(xiàn)實(shí)中的各種問題，鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)的資料背景，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在教學(xué)前，教師首先補(bǔ)充一些啟發(fā)式的數(shù)學(xué)知識，傳授教學(xué)中新的觀念以及新的學(xué)習(xí)方法，拓展學(xué)生的知識面。在進(jìn)行課后的習(xí)題練習(xí)時，教師需要適當(dāng)?shù)囊胍徊糠謼l件并不充分的問題，改變以往課后訓(xùn)練的模式，注重培養(yǎng)學(xué)生自己動手，自己思考，在得到基本數(shù)據(jù)后，建立數(shù)學(xué)模型的能力。還可以在教學(xué)中加入專題討論的內(nèi)容，鼓勵學(xué)生能夠勇敢的表達(dá)自己的想法和見解，促進(jìn)學(xué)生之間的討論和交流。改變以往教師傳授知識，學(xué)生被動接受的學(xué)習(xí)方式，學(xué)會自主學(xué)習(xí)，自主探究，勇于提出自己的看法并通過理論知識的學(xué)習(xí)驗(yàn)證自己的想法。有效的學(xué)習(xí)方式能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深對知識的理解。

5.將數(shù)學(xué)建模的基本思想融入課后習(xí)題中

課后作業(yè)的練習(xí)是鞏固課堂所學(xué)知識的重要環(huán)節(jié)，也是教學(xué)內(nèi)容中不可忽視的過程。概率論統(tǒng)計(jì)課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的實(shí)用性，針對這一特點(diǎn)，在教學(xué)中組織學(xué)生更多的參與各種社會實(shí)踐活動，重在實(shí)際應(yīng)用所學(xué)的知識。對于課后習(xí)題的布置，可以將數(shù)學(xué)建模的思想融入其中，并讓這種思想真正的解決現(xiàn)實(shí)中的各種問題，在實(shí)踐中學(xué)會應(yīng)用，不僅能夠鞏固課堂學(xué)到的理論知識，還能夠提高學(xué)生的實(shí)踐能力。例如：課后的習(xí)題可以布置為測量男女同學(xué)的身高，并用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)知識分析身高存在的各種差異，或者是分析中午不同時間段食堂的擁擠程度，根據(jù)實(shí)際情況提出解決方案，或者是分析某種水果具體的銷售情況與季節(jié)變化存在的內(nèi)在關(guān)系等。在解決課后習(xí)題時，學(xué)生可以進(jìn)行分組，利用團(tuán)隊(duì)的合作共同完成作業(yè)的任務(wù)，通過實(shí)踐活動完成訓(xùn)練。在學(xué)生完成作業(yè)的過程中，不僅領(lǐng)會到了數(shù)學(xué)建模的基本思想，還能夠?qū)⒏怕式y(tǒng)計(jì)的相關(guān)知識應(yīng)用到實(shí)際的問題中，并通過科學(xué)的統(tǒng)計(jì)和分析解決實(shí)際問題，培養(yǎng)了學(xué)生自主探究以及實(shí)際操作的綜合能力。

篇（4）

作者：羅宗富 孟云鶴 湯國建 單位：國防科技大學(xué)航天與材料工程學(xué)院

航天器在平面型軌道上運(yùn)行時，除受到地球、月球和太陽的引力作用外，地球扁率、太陽光壓甚至大行星的引力也會產(chǎn)生影響，而近旁轉(zhuǎn)向能夠?qū)⑦@些影響劇烈放大，可能引起航天器與月球或地球相撞。Carrico等考慮到平面型軌道的敏感性，提出了一種基于B平面理論的牛頓迭代思路，稱為“浮動終點(diǎn)打靶法(FloatingEnd-PointTargeting)”［29］。給出了B平面的原理示意圖。算法設(shè)計(jì)的目標(biāo)量為內(nèi)圈或外圈飛行時間和指向等參數(shù)，建立了B平面參數(shù)與內(nèi)外圈軌道參數(shù)之間的關(guān)系，如（式略）面向地/月系統(tǒng)逃逸或捕獲的平面型軌道除應(yīng)用于空間環(huán)境監(jiān)測外，平面型軌道還能夠輔助航天器在較低能耗情況下逃逸地－月系統(tǒng)或從日心軌道返回地－月系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)捕獲［4，31］。ISEE-3任務(wù)中最先采用平面型軌道進(jìn)行地－月系統(tǒng)逃逸，但未利用弱穩(wěn)定邊界理論節(jié)約燃耗。Hanson等分析了利用單次和多次月球近旁轉(zhuǎn)向進(jìn)行火星探測能夠增加的有效載荷，提出了將帶機(jī)動沖量的地球近旁轉(zhuǎn)向與平面型軌道相結(jié)合來設(shè)計(jì)火星轉(zhuǎn)移軌道的思路，并闡述了其能耗和窗口問題［32］。弱穩(wěn)定邊界(WeakStabilityBoundary，WSB)理論最先是Belbruno為解決HITEN直接減速進(jìn)入環(huán)月軌道的燃耗不足而提出來的，利用其設(shè)計(jì)的地－月低能轉(zhuǎn)移軌道比傳統(tǒng)的霍曼轉(zhuǎn)移方式燃耗更低，尤其是可以大幅降低月球捕獲段的制動能耗(計(jì)算表明:月球入軌能耗可以節(jié)約近40%)，代價是需要較長的轉(zhuǎn)移時間［31，33－34］。與此類似，通過設(shè)計(jì)航天器在WSB區(qū)域受到的太陽引力攝動和施加輔助小沖量(起“杠桿作用”)，能夠較大程度上改變其角動量方向和總能量，同時利用月球近旁轉(zhuǎn)向作用(單次或多次)將上述能量變化進(jìn)行適當(dāng)放大，可以得到一類低能地－月系統(tǒng)逃逸或捕獲軌道。Uphoff在研究上述低能轉(zhuǎn)移軌道時，利用能量參數(shù)C3(定義為逃逸速度大小的平方)分析了太陽引力的變軌能力，計(jì)算表明:采用這一思路能夠?qū)l(fā)射能量C3低于5km2/s2的航天器加速到9．5km2/s2［35］。計(jì)算結(jié)果表明:在遠(yuǎn)離地球的WSB區(qū)域僅需施加數(shù)米每秒的沖量就能較大幅度地改變地心軌道的能量。Nozomi是首顆采用這一方法進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)的航天器。Kawaguchi等設(shè)計(jì)了其兩次月球近旁轉(zhuǎn)向的時機(jī)以及逃逸時的太陽方向角，得到了1998年執(zhí)行火星探測任務(wù)的窗口，結(jié)果表明:航天器的能量參數(shù)C3額外增加2km2/s2［39］。Belló等也給出了類似結(jié)論，指出將這一思路應(yīng)用于火星快車(MarsExpress)類任務(wù)時，可以降低大約150kg的燃耗，同時也帶來一些新問題，如飛行時間增加，操作復(fù)雜度提高等，但可以作為應(yīng)急情況下的備選方案［31］。

基于二體拼接模型的Backflip型軌道求解方法Uphoff在文獻(xiàn)［40］中闡述了Backflip型軌道的形成原理，指出對于圖1(b)中所示的軌道，兩次月球近旁轉(zhuǎn)向時的月球位置相差180°，那么白道面外軌道的飛行時間與月球的飛行時間必須一致。由Lambert飛行時間定理可知:近旁轉(zhuǎn)向后航天器的地心速度大小必須與月球繞地球運(yùn)動的速度相同，且其地心偏心率與月球公轉(zhuǎn)軌道的偏心率一致，即圖2中滿足|Vout|=|VM|。又易知:Vout終端除位于圖中以Vin為圓心的小圓上外，還需位于以VM為半徑的球面上，那么Vout矢量在小圓上的位置得以確定，由此可得Vout相對白道面的傾角為（式略）Uphoff進(jìn)一步指出:航天器在外圈軌道運(yùn)行時主要受到四種攝動力作用，包括扁率、太陽引力攝動和三體引力攝動作用，尤其是月球的引力攝動，盡管量級較小，但作用時間長，飛行過程中航天器與月球的相位基本一致，其累積效果將影響第二次近月時的軌道參數(shù)，特別是傾角I較小時，月球的攝動影響更加明顯［40］。除圖1(b)給出的軌道類型外，Uphoff還提出了多種改進(jìn)形式，如反射Backflip型軌道，并給出了一組歸一化的初始參數(shù)［40］（參數(shù)略）遺憾的是上述反射軌道的近月距為766km，位于月面以下，無法加以利用。Uphoff在文獻(xiàn)［40］中給出了另一類傾角I接近135°的反射Backflip型軌道，可以用于發(fā)射近地小天體探測器。另外，Uphoff提出了一類外圈超過一圈的調(diào)節(jié)軌道，可以作為物質(zhì)和燃料的儲藏倉庫或執(zhí)行空間交會對接任務(wù)［40］。需要說明的是:給出的軌道與圖1(b)中軌道不完全相同，區(qū)別在于白道面內(nèi)軌道部分，這是針對具體任務(wù)的靈活處理，未改變Backflip型軌道的本質(zhì)。如任務(wù)需要也可以讓兩次近旁轉(zhuǎn)向的面內(nèi)軌道部分分別運(yùn)行在月球軌道內(nèi)側(cè)和外側(cè)，以便銜接近地和遠(yuǎn)地空間。

在多個工程任務(wù)中得以應(yīng)用。因此，開展相關(guān)方面的研究工作能夠?yàn)槲覈磥淼纳羁仗綔y任務(wù)(如嫦娥、夸父和螢火計(jì)劃)提供一種新的手段和方式。今后還可以在如下幾方面開展工作:(1)多體環(huán)境下各種攝動對雙月旁轉(zhuǎn)向軌道設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性的影響分析;(2)小推力轉(zhuǎn)移和變軌方式在雙月旁轉(zhuǎn)向軌道設(shè)計(jì)、制導(dǎo)和控制中的應(yīng)用;(3)雙月旁轉(zhuǎn)向軌道在我國深空探測中的應(yīng)用。

篇（5）

2救生艙氧氣系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

為了估測救生艙氧氣系統(tǒng)的性能，首先需得到救生艙氧氣系統(tǒng)壓力P、氣體溫度T和氧氣系統(tǒng)參數(shù)的時間差t。依據(jù)氧氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)該中含有一個壓力傳感器，可通過瓶體氧氣壓力進(jìn)行讀數(shù)。由于該系統(tǒng)不含溫度傳感器，因此對正常氣密性下的某飛機(jī)1個月的108個數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行采集，完成對上述數(shù)據(jù)點(diǎn)氧氣壓力值、外界環(huán)境溫度以及駕駛艙內(nèi)溫度的偏相關(guān)分析，從而得到瓶體內(nèi)氣體的溫度。偏相關(guān)性分析通常應(yīng)用于各種相關(guān)的變量中，清除其中的變量干擾后，得到兩兩變量之間的簡單相關(guān)關(guān)系。采用偏相關(guān)來分析消除氧氣系統(tǒng)本身的滲漏率干擾后，外界環(huán)境溫度與駕駛艙溫度對氣瓶壓力的相關(guān)性。通過偏相關(guān)對其進(jìn)行研究可知，駕駛艙內(nèi)溫度、外界環(huán)境溫度以及氧氣系統(tǒng)壓力參數(shù)和氧氣壓力的相關(guān)性。氧氣壓力值主要受外界溫度以及駕駛艙溫度的影響，并且受外界環(huán)境溫度的影響更大一些。基于來自空客的資料，可將瓶體內(nèi)氣體溫度擬合公式描述成T=(TAT+Tc)/2，其中TAT表示外界溫度、Tc表示駕駛艙溫度。在通過點(diǎn)與點(diǎn)相比得到壓差的過程中，為了使點(diǎn)和點(diǎn)在同一標(biāo)準(zhǔn)下完成比較，通過理想氣體方程P1/T1=P2/T2，將壓力轉(zhuǎn)變成相同環(huán)境溫度下的壓力PS，各點(diǎn)的壓力值均具有可比性，從而可得航段滲漏率PL=PS/t=(PS1－PS2)/(t2－t1)，其中t1表示飛機(jī)著陸時間，t2表示為飛機(jī)起航時間。上述理想氣體方程還可應(yīng)用于任一溫度下機(jī)組氧氣系統(tǒng)壓力的預(yù)測，從而降低了由于冬季航行前后溫差較大而引起的需頻繁更換氧氣瓶的工作量，提高了工作效率。因?yàn)轱w行航段時間間隔較短，系統(tǒng)壓力值波動不大，易受到外界溫度擬合精度以及壓力傳感器探測精度的干擾，造成最終得到的壓力值變化很大。通過比較兩個間隔超過24小時的點(diǎn)的壓力值來解決上述問題，假設(shè)間隔24小時的滲漏率用PL24表示，為了清除采樣過程中數(shù)據(jù)壞點(diǎn)的干擾，需完成對其的3天滾動平均，最終即可得到能夠體現(xiàn)系統(tǒng)性能特性的24小時3天滾動平均滲漏率ΔPLavg24。ΔPLavg24=∑I=nI=1(PL24－1+…+PL24－n)/n(1)其中，n表示3天中點(diǎn)的總量。經(jīng)以上處理后可基本得到研究機(jī)組氧氣性能的有關(guān)數(shù)據(jù)。而對氧氣系統(tǒng)效果的分析，和對氧氣使用時間的估計(jì)則可采用一元線性回歸法，其方法僅分析一個自變和一個因變量之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。主要通過其分析標(biāo)態(tài)氧氣壓力值PS和氣瓶安裝時間To的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。假設(shè)PS和To的關(guān)系滿足式(2):PS=U1+U2*To+_(2)其中，PS表示被解釋變量，To表示解釋變量，U1、U2表示待估計(jì)參數(shù)，_表示隨機(jī)干擾項(xiàng)，其主要體現(xiàn)了PS被To解釋的不確定性。通過普通最小二乘法對一元線性回歸進(jìn)行求解，具體的求解公式如下:Toavg=∑nI=1(To1+…+Ton)/n(3)PSavg=∑nI=1(PS1+…+PSn)/n(4)其中，Toavg表示解釋變量均值，PSavg表示被解釋變量均值。U2=∑［(To－Tovag)*(PS－PSavg)］/∑(To－Toavg)2(5)U1=PSavg－U2Tovag(6)氧氣系統(tǒng)固有的氣密性能隨U2的降低而降低。U1值主要和各時間段有關(guān)，對性能分析不產(chǎn)生任何影響。該方法可完成氧氣系統(tǒng)性能的機(jī)隊(duì)排序，但是不能識別單機(jī)的性能惡化，僅可實(shí)現(xiàn)對未更換氧氣瓶以及充氧數(shù)據(jù)的監(jiān)控。而對于時間段較長的機(jī)組氧氣性能改變的監(jiān)測只能采用相互獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)的方法來完成，該方法能夠分析短期機(jī)組氧氣性能惡化的狀態(tài)。該方法先采集前后兩個時間段的PLavg24數(shù)據(jù)樣本，通過比較上述兩組數(shù)據(jù)的變化程度對機(jī)組氧氣系統(tǒng)出現(xiàn)惡化的時間段以及惡化程度進(jìn)行判斷，該種方法不能完成整個機(jī)隊(duì)的氧氣系統(tǒng)性能排序。具體公式如下F=S21/S22(7)其中，S21表示上一時間段n項(xiàng)數(shù)據(jù)PLavg24的方差，S22表示下一時間段m項(xiàng)數(shù)據(jù)的方差，式(7F(n－1，m－1)分布，可采用差找F分布的方法得到F值，依據(jù)F對兩組數(shù)據(jù)的差異性進(jìn)行判斷，若檢測出兩組數(shù)據(jù)相似概率低于2．5%，則可判斷這兩組數(shù)據(jù)有顯著差異，從而基于兩組數(shù)據(jù)的均值對氧氣系統(tǒng)滲漏率的改便程度進(jìn)行判斷。

3自抗擾控制器氧氣系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型

遺傳算法是一種依據(jù)生物遺傳以及進(jìn)化機(jī)制的適用于復(fù)雜系統(tǒng)改進(jìn)的自適應(yīng)概率改進(jìn)算法。其模擬自然及遺傳時產(chǎn)生的選擇、交叉及變異等現(xiàn)象，從一個初始種群開始，在經(jīng)過隨機(jī)選擇、交叉及變異處理后，得到一群更適應(yīng)環(huán)境的個體，通過這樣不停的進(jìn)行繁衍進(jìn)化，最終可獲取到一群最適合環(huán)境的個體，從而得到失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)控制問題的最優(yōu)解。

3．1考慮控制約束的自抗擾控制器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)的建立評價失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)性能的過程中，一般情況下會采用一個以失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)瞬時誤差e(t)為泛函的積分為目標(biāo)函數(shù)，通過時間乘絕對誤差積分準(zhǔn)則(ITAE)對系統(tǒng)的動態(tài)性能進(jìn)行評價，以時間乘與誤差成績絕對值的積分為性能指標(biāo)，用式(8)描述JITAE=∫#0t|e(t)|dt(8)如果只考慮失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)的動態(tài)特性，則給定的參數(shù)通常會造成氧氣控制過大，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制效果。由于氧氣控制能量有限，所以將umax與umin作為一項(xiàng)重要的指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)，則有Ju=umax－umin×∫#0|u(t)|dt(9)通過氧氣控制能量受限以及氧氣濃度誤差泛函評價標(biāo)準(zhǔn)，采用權(quán)重系數(shù)法獲取一個失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)性能的評價指標(biāo)，用式(10)描述J=Je+Ju=∫#0t|e(t)|dt+wk|umax－umin|×∫#0|u(t)|dt(10)通過上述過程可以得到目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)極小值，需要將其轉(zhuǎn)化成極大值問題，因?yàn)镴＞0，故取g=1=J。遺傳算法是一種自由選擇的算法，在進(jìn)行迭代時一定會出現(xiàn)很多不可行染色體，為了使算法能夠高效的識別同時越過不可行染色體，需使系統(tǒng)的輸出誤差不超過給定范圍。對于不可行染色體，通過懲罰策略賦予其一個很小的懲罰值，融入懲罰策略的遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)可描述成:maxf=1/Ju＜Umax，u＞Umin，|e|＜EPuUmax，u"Umin，|e|{E(11)其中，Umax與Umin分別表示氧氣濃度控制量的懲罰上限及下限，符合UmaxUsatmax，UminUsatmin，其中Usatmax與Usatmin分別表示氧氣濃度飽和輸入的上下限，|e|表示氧氣濃度控制誤差允許范圍，P表示很小的一個罰值。

3．2改進(jìn)遺傳算法自抗擾控制器氧氣系統(tǒng)參數(shù)整定過程在實(shí)際應(yīng)用時遺傳算法會出現(xiàn)早熟收斂以及收斂效率低的現(xiàn)象，導(dǎo)致其不得不用很長的時間去尋找最優(yōu)解。為了避免上述弊端，采用一種改進(jìn)自適應(yīng)混沌遺傳算法完成失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化。該算法通過浮點(diǎn)數(shù)編碼，依據(jù)個體適應(yīng)度值的排序完成對父體的選擇，并且結(jié)合了自適應(yīng)交叉、自適應(yīng)變異以及混沌移民，對失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)得參數(shù)整定，其遺傳算法整定流程圖用圖1描述。

3．2．1失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)的編碼通過經(jīng)驗(yàn)設(shè)定法整定跟蹤微分器、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器中飽和函數(shù)的冪指數(shù)a以及線性區(qū)域的邊界d。進(jìn)行簡化操作后，遺傳算法的搜索區(qū)域以及不可行染色體的個數(shù)均降低了，效率得以提高。變量的數(shù)量越多，計(jì)算精度越高，二進(jìn)制編碼的速度就越低，對于精度要求高，搜索范圍大的遺傳算法，可采用浮點(diǎn)數(shù)編碼。而自抗擾控制器涉及到的參數(shù)很多，同時區(qū)間分布廣，不適合采用二進(jìn)制編碼，所以在確定失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)的參數(shù)時采用浮點(diǎn)數(shù)編碼。

3．2．2失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)初始種群的選取通過經(jīng)驗(yàn)設(shè)定法確定一組失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)。其中跟蹤微分器參數(shù)r可通過對象的響應(yīng)速度來確定，和擴(kuò)張狀態(tài)觀測器有關(guān)的各種參數(shù)可通過提到的動態(tài)失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)確定法來確定，非線性誤差狀態(tài)反饋失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)可通過PD控制器控制一個積分串聯(lián)型對象的參數(shù)來確定。失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)需符合下式:u＜Umax，u＞Umin，|e|＜E(12)在失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)附近大范圍隨機(jī)搜索符合式(12)的個體，直至得到的個體數(shù)目與遺傳算法中群體大小相同，從而防止了很多的不可行個體的出現(xiàn)，提高了失事飛機(jī)救生艙氧氣系統(tǒng)參數(shù)整定的效率，如圖1所示。

4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證本文模型的有效性，需要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)將飛機(jī)失事后氣體壓力為150Pa，氣體溫度為28℃的救生艙氧氣系統(tǒng)作為仿真驗(yàn)證對象。傳統(tǒng)控制模型與本文控制模型調(diào)節(jié)階躍響應(yīng)仿真結(jié)果對比用圖2描述。傳統(tǒng)控制模型與本文控制模型氧氣濃度信號跟隨仿真結(jié)果對比用圖3描述。圖2分析圖2和圖3可得，本文控制模型與傳統(tǒng)控制模型相比，調(diào)節(jié)效率高，超調(diào)量小，達(dá)到了一個很好的控制效果。在系統(tǒng)運(yùn)行的初始階段，本文控制模型的響應(yīng)速度很快，在時間為25s左右時，艙內(nèi)氧氣即達(dá)到人體能夠適應(yīng)的安全范圍內(nèi)，在300s內(nèi)即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);超調(diào)最大值也在18%—23．5%安全范圍內(nèi)。在系統(tǒng)連續(xù)變動已知的時，本文控制模型與傳統(tǒng)控制模型相比，調(diào)節(jié)效率更高，超調(diào)幅值更小，可以穩(wěn)定的保持在人體可接受范圍內(nèi)。在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，在400s—450s之間加入3．6V電壓，本文控制模型可以以更短的時間，更小的超調(diào)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，動態(tài)響應(yīng)效果好。救生艙是一個多參數(shù)、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，任意參數(shù)的變化都會影響氧氣系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)，如飛機(jī)失事后救生艙氣體壓力變?yōu)?80Pa，氣體溫度為30℃，則氧氣系統(tǒng)模型發(fā)生改變，此時傳統(tǒng)控制模型和本文控制模型階躍響應(yīng)仿真結(jié)果對比用圖4描述。傳統(tǒng)控制模型與本文控制模型信號跟隨仿真結(jié)果對比用圖5描述。分析圖4和圖5可得，當(dāng)氧氣系統(tǒng)模型改變后，本文控制模型變化不大，控制效果仍舊很好，而傳統(tǒng)的控制模型動態(tài)性能下降，超調(diào)量升高同時調(diào)節(jié)速度更慢。通過上述仿真結(jié)果可以看出，本文控制模型的調(diào)節(jié)速度快，超調(diào)量小，達(dá)到了很好的效果。在救生艙系統(tǒng)參數(shù)改變后，本文控制模型與傳統(tǒng)控制模型相比，有更好的自適應(yīng)能力，使得系統(tǒng)氧氣濃度可以一直保持在人體可承受范圍內(nèi)，有著更好的穩(wěn)定性以及更高的調(diào)節(jié)效率。

篇（6）

2互動化營業(yè)廳信息集成需求分析

在互動化營業(yè)廳中各個專業(yè)應(yīng)用以上信息系統(tǒng)，可改善營業(yè)廳服務(wù)環(huán)境，提升客戶服務(wù)質(zhì)量。但任一專業(yè)僅依靠自身采集的信息無法獨(dú)立完成工作，例如：客戶服務(wù)專業(yè)需要業(yè)務(wù)支持專業(yè)提供客戶檔案信息以識別客戶身份；監(jiān)控管理專業(yè)需要客戶服務(wù)和業(yè)務(wù)支持專業(yè)提供設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對整個營業(yè)廳設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控。因此，需要在營業(yè)廳范圍內(nèi)全面考慮信息交互，實(shí)現(xiàn)專業(yè)間信息雙向流動，互動化營業(yè)廳信息流如圖1所示。同時，各專業(yè)內(nèi)部應(yīng)用系統(tǒng)之間也存在信息雙向交互。支撐業(yè)務(wù)支持專業(yè)的自助服務(wù)設(shè)備管理系統(tǒng)和營銷系統(tǒng)需交互客戶檔案和業(yè)務(wù)辦理信息；監(jiān)控管理專業(yè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、展廳設(shè)備中控系統(tǒng)和營業(yè)廳服務(wù)管理系統(tǒng)需交互設(shè)備狀態(tài)和視頻信息等。應(yīng)用系統(tǒng)之間信息流如圖2所示。圖1互動化營業(yè)廳信息流Fig．1Informationflowofinteractivebusinesshall圖2應(yīng)用系統(tǒng)信息流Fig．2Informationflowofapplicationsystem營業(yè)廳需要集成的信息可劃分為3類：檔案信息、業(yè)務(wù)信息和工況信息。檔案信息包括企業(yè)、人員、設(shè)備的基本檔案；業(yè)務(wù)信息描述每筆業(yè)務(wù)具體辦理情況，包括辦理時間、辦理人員、業(yè)務(wù)類型、評價結(jié)果等；工況信息包括營業(yè)廳環(huán)境工況、設(shè)備運(yùn)行工況和視頻監(jiān)控的現(xiàn)場工況。專業(yè)信息集成需求如圖3所示。由于各應(yīng)用系統(tǒng)在營業(yè)廳發(fā)展的不同階段面向不同領(lǐng)域開發(fā)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)模型和接口標(biāo)準(zhǔn)各不相同。因此，隨著系統(tǒng)種類的增多和復(fù)雜度的增加，全局范圍內(nèi)的信息交叉重疊和數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象凸顯。圖2中各系統(tǒng)須面向箭頭另一端所指向的系統(tǒng)開發(fā)專用接口適配器，以完成數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換，且無法方便地實(shí)現(xiàn)營業(yè)廳范圍內(nèi)的信息交換和數(shù)據(jù)共享。此外，系統(tǒng)升級改造和數(shù)據(jù)模型變化會對相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，維護(hù)成本巨大。因此，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間信息的有效集成需解決兩方面問題：一是建立統(tǒng)一的信息交換數(shù)據(jù)模型；二是形成有效的信息交互機(jī)制。

3信息建模及交互方式

IEC61970CIM是對電網(wǎng)元件模型組織處理的方式，其核心思想是面向?qū)ο蟆⒒ゲ僮骱图床寮从茫軌蚪鉀Q輸電環(huán)節(jié)信息集成問題［6－7］。目前，IEC61970CIM應(yīng)用還未延伸到用電領(lǐng)域。本文參照IEC61970CIM的建模思想［8－10］，針對營業(yè)廳信息集成需求，將營業(yè)廳數(shù)據(jù)模型以分包的形式進(jìn)行處理，并將其劃分為檔案包（Files）、業(yè)務(wù)包（Businesses）、設(shè)備包（Devices）、設(shè)施包（Facilities）、量測包（Measure）和字典包（Domain），每個包里定義了具體的對象類，圖4描述了各包之間的關(guān)系。圖4營業(yè)廳數(shù)據(jù)模型間的關(guān)系Fig．4Relationsamongdatamodelsofbusinesshall營業(yè)廳數(shù)據(jù)模型的分包內(nèi)容如下。1）字典包：是數(shù)據(jù)單位的字典，定義了被其他任何包中任何類使用的屬性的數(shù)據(jù)類型（Data）。2）檔案包：建立了營業(yè)廳檔案模型，包括企業(yè)檔案類（EnterpriseFile）、營業(yè)廳檔案類（HallFile）、營業(yè)員檔案類（AssistantFile）和用電客戶檔案類（GuestFile）等。檔案包是容器包，是其他包的基礎(chǔ)，且依賴于字典包。3）業(yè)務(wù)包：建立了營業(yè)廳業(yè)務(wù)模型，包括業(yè)務(wù)咨詢類（Consultation）、費(fèi)用繳納類（Payment）和業(yè)務(wù)辦理類（Management）。用于支持涉及業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用，如營銷系統(tǒng)、服務(wù)管理系統(tǒng)。業(yè)務(wù)包依賴于檔案包、量測包和字典包。4）設(shè)備包：建立了營業(yè)廳的設(shè)備模型，包括自助服務(wù)設(shè)備類（SelfServiceDev）、智能排隊(duì)設(shè)備類（QueueDev）、媒體設(shè)備類（ReleaseDev）、視頻監(jiān)控設(shè)備類（VideoDev）等。定義設(shè)備的基本屬性和量測，用于各應(yīng)用系統(tǒng)對設(shè)備的建模。設(shè)備包依賴檔案包、量測包和字典包。5）設(shè)施包：建立了營業(yè)廳的設(shè)施模型，包括客戶設(shè)施類（GuestFac）、營業(yè)人員設(shè)施類（AssistantFac）、展示設(shè)施類（ShowFac）、戶外設(shè)施類（OutdoorFac）等，用于對營業(yè)廳設(shè)施的信息化管理。設(shè)施包依賴于檔案包、量測包和字典包。6）量測包：描述了各應(yīng)用間交換的動態(tài)量測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合（MeasureSet）。對業(yè)務(wù)來說是業(yè)務(wù)量測數(shù)據(jù)集（BusiMeasureSet），包括時間、金額、滿意率等；對設(shè)備來說是設(shè)備量測數(shù)據(jù)集（DevMeasureSet），包括狀態(tài)量、數(shù)字量、浮點(diǎn)量等。量測包與業(yè)務(wù)包、設(shè)備包共同完成對業(yè)務(wù)、設(shè)備的動態(tài)描述。量測包依賴于字典包。信息與數(shù)據(jù)模型之間的對應(yīng)關(guān)系如圖5所示。圖5信息與數(shù)據(jù)模型的對應(yīng)關(guān)系Fig．5Correspondingrelationshipbetweeninformationanddatamodel圖4所示的3層層次關(guān)系構(gòu)建出營業(yè)廳信息的基礎(chǔ)模型框架。營業(yè)廳運(yùn)行過程中出現(xiàn)的新型數(shù)據(jù)對象可按需要添加到對應(yīng)包中。業(yè)務(wù)包、設(shè)備包和設(shè)施包相互關(guān)聯(lián)，且依賴于檔案包和量測包，能夠使數(shù)據(jù)對象在交互信息時通過統(tǒng)一接口描述其具有共性的行為，且行為細(xì)節(jié)被接口內(nèi)部實(shí)現(xiàn)所隱藏，使對象間的信息交互更為方便。而營業(yè)廳的數(shù)據(jù)對象均可由位于上層的業(yè)務(wù)包、設(shè)備包和設(shè)施包的基礎(chǔ)對象派生得出，并在子對象中豐富個性化屬性，完成對模型的完整描述。自助繳費(fèi)終端模型見圖6。圖6中，由自助服務(wù)設(shè)備（SelfServiceDev）派生出自助繳費(fèi)終端設(shè)備（SelfPayDev）子對象，并加入讀卡器、驗(yàn)鈔機(jī)、打印機(jī)等自有屬性，而自助服務(wù)設(shè)備本身聚合了檔案包中的企業(yè)檔案對象、營業(yè)廳檔案對象、用電客戶檔案對象和業(yè)務(wù)包中的費(fèi)用繳納對象、業(yè)務(wù)辦理對象，以及量測包中的業(yè)務(wù)量測數(shù)據(jù)集、設(shè)備量測數(shù)據(jù)集，建立了支持自助繳費(fèi)終端業(yè)務(wù)和設(shè)備管理的完整信息模型。信息交互時利用工具導(dǎo)入導(dǎo)出信息模型，形成可擴(kuò)展置標(biāo)語言（XML）格式的模型信息文件，在營業(yè)廳采用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）和基于企業(yè)服務(wù)總線（ESB）思想的局部信息總線實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用之間的信息交互。SOA是具有松耦合特點(diǎn)的組件模型，它從業(yè)務(wù)操作和工作流程的角度將應(yīng)用相互聯(lián)系，通過在應(yīng)用之間定義良好的接口及契約，使各應(yīng)用以統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互，且應(yīng)用內(nèi)部的改變和新應(yīng)用的接入不會對其他應(yīng)用產(chǎn)生顯著影響。例如：實(shí)際中，當(dāng)營銷系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，不會對使用用電客戶檔案、企業(yè)檔案等數(shù)據(jù)的自助服務(wù)設(shè)備管理系統(tǒng)、智能身份識別系統(tǒng)產(chǎn)生影響，有效減少了應(yīng)用系統(tǒng)升級維護(hù)的工作量。ESB是SOA的消息傳遞架構(gòu)，可提供事件驅(qū)動和文檔導(dǎo)向等處理模式，以及分布式運(yùn)行管理機(jī)制。利用基于ESB技術(shù)的局部信息總線可實(shí)現(xiàn)營業(yè)廳應(yīng)用間不同消息和信息的準(zhǔn)確、高效和安全傳遞。例如：自助服務(wù)設(shè)備管理系統(tǒng)中，自助服務(wù)終端設(shè)備的增減以及終端內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化可通過局部信息總線以消息方式及時通知服務(wù)管理系統(tǒng)和營銷系統(tǒng)。基于SOA架構(gòu)和ESB總線技術(shù)的信息交互方式如圖7所示。

篇（7）

藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)。它的主要目的是在全世界建立一個短距離的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。它使用2.4GHz～2.5GHz的ISM（IndustrionScientifcMedical）頻段來傳送話音和數(shù)據(jù)。運(yùn)用成熟、實(shí)用、先進(jìn)的無線技術(shù)來代替電纜，它提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動設(shè)備通過微微網(wǎng)PAN（PersonalAreaNetwork）連接起來，諸如：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、通信設(shè)備等，相互通信，實(shí)現(xiàn)資源共享。藍(lán)牙技術(shù)支持多種電子設(shè)備之間的短距離無線通信，這種通信不需要任何線纜，亦不需要用戶直接手工干涉；每當(dāng)一個嵌入了藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備發(fā)覺另一同樣嵌入藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備，它們就能自動同步，相互通信，實(shí)現(xiàn)資源共享。

1藍(lán)牙的結(jié)構(gòu)體系

藍(lán)牙協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。它是由底層硬件模塊，中間層和高端應(yīng)用層三大部分組成。

1.1藍(lán)牙的底層模塊

底層模塊是藍(lán)牙技術(shù)的核心模塊，所有嵌入藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備都必須包括底層模塊。它主要由鏈路管理層LMP（LinkManagerProtocol）、基帶層BB（BaseBand）和射頻RF（RodioFraquency）組成。其功能是：無線連接層（RF）通過2.4GHz無需申請的ISM頻段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的過濾和傳輸；它主要定義了工作在此頻段的藍(lán)牙接收機(jī)應(yīng)滿足的需求；其帶層（BB）提供了兩種不同的物理鏈路（同步面向連接路SCOSynchronousConnectionOriented和異步無連接鏈路ACLAsynchronousConnectionLess），負(fù)責(zé)跳頻和藍(lán)牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸，且對所有類型的數(shù)據(jù)包提供了不同層次的前向糾錯碼FEC（FrequencyErrorCorrection）或循環(huán)沉余度差錯校驗(yàn)CTC（CyclicRedundancyCheck）；LMP層負(fù)責(zé)兩個或多個設(shè)備鏈路的建立和拆除及鏈路的安全和控制，如鑒權(quán)和加密、控制和協(xié)商基帶包的大小等，它為上層軟件模塊提供了不同的訪問入口；藍(lán)牙主機(jī)控制器接口HCI（HostCntrollerInterface）由基帶控制器、連接管理器、控制和事件寄存器等組成。它是藍(lán)牙協(xié)議中軟硬件之間的接口，提供了一個調(diào)用下層BB、LM、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令，上、下兩個模塊接口之間的消息和數(shù)據(jù)的傳遞必須通過HCI的解釋才能進(jìn)行。HCI層以上的協(xié)議軟件實(shí)體運(yùn)行在主機(jī)上，而HCI以下的功能由藍(lán)牙設(shè)備來完成，二者之間通過傳輸層進(jìn)行交互。

1.2中間協(xié)議層

中間協(xié)議層由邏輯鏈路控制與適配協(xié)議L2CAP（LogicalLinkControlandAdaptationProtocol）、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP（ServiceDiscoveryProtocol）、串口仿真協(xié)議或稱線纜替換協(xié)議（RFCOM）和二進(jìn)制電話控制協(xié)議TCS（TelephonyControlprotocolSpectocol）組成。L2CAP是藍(lán)牙協(xié)議棧的核心組成部分，也是其它協(xié)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。它位于基帶之上，向上層提供面向連接和無連接的數(shù)據(jù)服務(wù)。它主要完成數(shù)據(jù)的拆裝、服務(wù)質(zhì)量控制、協(xié)議的復(fù)用、分組的分割和重組（SegmentationAndReassembly）及組提取等功能。L2CAP允許高達(dá)64KB的數(shù)據(jù)分組。SDP是一個基于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的協(xié)議。它工作在L2CAP層之上，為上層應(yīng)用程序提供一種機(jī)制來發(fā)現(xiàn)可用的服務(wù)及其屬性，而服務(wù)屬性包括服務(wù)的類型及該服務(wù)所需的機(jī)制或協(xié)議信息。RFCOMM是一個仿真有線鏈路的無線數(shù)據(jù)仿真協(xié)議，符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)的TS07.10串口仿真協(xié)議。它在藍(lán)牙基帶上仿真RS-232的控制和數(shù)據(jù)信號，為原先使用串行連接的上層業(yè)務(wù)提供傳送能力。TCS是一個基于ITU-TQ.931建議的采用面向比特的協(xié)議，它定義了用于藍(lán)牙設(shè)備之間建立語音和數(shù)據(jù)呼叫的控制信令（CallControlSignalling），并負(fù)責(zé)處理藍(lán)廾設(shè)備組的移動管理過程。

1.3高端應(yīng)用層

高端應(yīng)用層位于藍(lán)牙協(xié)議棧的最上部分。一個完整的藍(lán)牙協(xié)議棧按其功能又可劃分為四層：核心協(xié)議層（BB、LMP、LCAP、SDP）、線纜替換協(xié)議層（RFCOMM）、電話控制協(xié)議層（TCS-BIN）、選用協(xié)議層（PPP、TCP、TP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）。而高端應(yīng)用層是由選用協(xié)議層組成。選用協(xié)議層中的PPP（Point-to-PointProtocol）是點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議，由封裝、鏈路控制協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議組成，定義了串行點(diǎn)到點(diǎn)鏈路應(yīng)當(dāng)如何傳輸因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)，它要用于LAN接入、撥號網(wǎng)絡(luò)及傳真等應(yīng)用規(guī)范；TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議）、UDP（UserDatagramProtocol對象交換協(xié)議）是三種已有的協(xié)議，它定義了因特網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的通信及其他類型計(jì)算機(jī)設(shè)備和設(shè)備之間的通信。藍(lán)牙采用或共享這些已有的協(xié)議去實(shí)現(xiàn)與連接因特網(wǎng)的設(shè)備通信，這樣，既可提高效率，又可在一定程度上保證藍(lán)牙技術(shù)和其它通信技術(shù)的互操作性；OBEX（ObjectExchangeProtocol）是對象交換協(xié)議，它支持設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，采用客戶/服務(wù)器模式提供與HTTP（超文本傳輸協(xié)議）相同的基本功能。該協(xié)議作為一個開放性標(biāo)準(zhǔn)還定義了可用于交換的電子商務(wù)卡、個人日程表、消息和便條等格式；WAP（WirelessApplicationProtocol）是無線應(yīng)用協(xié)議，它的目的是要在數(shù)字蜂窩電話和其它小型無線設(shè)備上實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)業(yè)務(wù)。它支持移動電話瀏覽網(wǎng)頁、收取電子郵件和其它基于因特網(wǎng)的協(xié)議。WAE(WirelessApplicationEnvironment)是無線應(yīng)用環(huán)境，它提供用于WAP電話和個人數(shù)字助理PDA所需的各種應(yīng)用軟件。

2藍(lán)牙硬件的實(shí)現(xiàn)

藍(lán)牙的技術(shù)規(guī)范除了包括協(xié)議部分外還包括藍(lán)牙的應(yīng)用部分（即應(yīng)用模型）。在實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙的時候，一般是將藍(lán)牙分成兩部分來考慮，其一是軟件實(shí)現(xiàn)部分，它位于HCI的上面，包括藍(lán)牙協(xié)議棧上層的L2CAP、RFCOMM、SDP和TCS以及藍(lán)牙的一些應(yīng)用；其二是硬件實(shí)現(xiàn)部分，它位于HCI的下面，亦即上面提到的底層硬件模塊，它已在圖1中標(biāo)示出。下面討論藍(lán)牙硬件模塊的結(jié)構(gòu)與性能。

藍(lán)牙硬件模塊由藍(lán)牙協(xié)議棧的無線收發(fā)器（RF）、其帶控制器（BB）和鏈路管理層（LMP）組成。目前大多數(shù)生產(chǎn)廠家都是利用片上系統(tǒng)技術(shù)SOC（System-On-Chip）將這三層功能模塊集嵌在同一塊芯片上。圖2為單芯片藍(lán)牙硬件模塊結(jié)構(gòu)圖。它由微處理器（CPU）、無線收發(fā)器（RF）、基帶控制器（BB）、靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM）、閃存（Flash程序存儲器）、通用異步收發(fā)器（UAST）、通用串行接口（USB）、語音編/解碼器（CODEC）及藍(lán)牙測試模塊組成。下面分別敘述各部分的組成及功能。

（1）藍(lán)牙基帶控制器

藍(lán)牙基帶控制器是藍(lán)牙硬件模塊的關(guān)鍵模塊。它主要由鏈路控制序列發(fā)生器、可編程程序列發(fā)生器、內(nèi)部語音處理器、共享RAM裁器及定時鏈管理、加密/解密處理等功能單元組成。其主要功能：在微處理器模塊控制下，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙基帶部分的所實(shí)時處理功能，包括負(fù)責(zé)對接收bit流進(jìn)行符號定時提取的恢復(fù)；分組頭及凈荷的循環(huán)沉余度校驗(yàn)（CRC）；分組頭及凈荷的前向糾錯碼（FEC）處理和發(fā)送處理；加密和解密處理等。且能提供從基帶控制器到其它芯片的接口（諸如數(shù)據(jù)路徑RAM客戶接口、微處理器接口、脈碼調(diào)制接口（PCM）等。

（2）無線收發(fā)器模塊

無線收發(fā)器是藍(lán)牙設(shè)備的核心，任何藍(lán)牙設(shè)備都要有無線收發(fā)器。它與用于廣播的普通無線收發(fā)器的不同之處在于體積小、功率小（目前生產(chǎn)的藍(lán)牙無線收發(fā)器的最大輸出功率只有100mW、2.5mW、1mW三種）。它由鎖相環(huán)、發(fā)送模塊和接收模塊等組成。發(fā)送部分包括一個倍頻器，且直接使用壓控振蕩器調(diào)制（VCO）；接收部分包括混頻器、中頻器放大器、鑒頻器以及低噪音放大器等。無線收發(fā)器的主要功能是調(diào)制/解調(diào)、幀定時恢復(fù)和跳頻功能同時完成發(fā)送和接收操作。發(fā)送操作包括載波的產(chǎn)生、載波調(diào)制、功率控制及自動增益控制AGC；接收操作包括頻率調(diào)諧至正確的載波頻率及信號強(qiáng)度控制等。

（3）微處理器（CPU）

CPU負(fù)責(zé)藍(lán)牙比特流調(diào)制和解調(diào)所的所有比特級處理，且還負(fù)責(zé)控制收發(fā)器和專用的語言編碼和解碼器。

（4）Flash存儲器和SRAM

Flash存儲器用于存放基帶和鏈路管理層中的所有軟件部分。SRAM作為CPU的運(yùn)行空間，在作時把Flash中的軟件調(diào)用SRAM中。

（5）語音編/解碼器CODEC（CoderDecoder）

語音編/解碼器CODEC由ADC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）、模數(shù)轉(zhuǎn)換口（ADC）、數(shù)字接口、編碼模塊等組成。主要功能：提供語音編碼和解碼功能，提供CVSD（ContinuousVariableSlopeDeltaModulation）即連續(xù)可變斜率增量調(diào)制及對數(shù)PCM（PulseCodedModulation）即脈碼調(diào)制兩種編碼方式。

（6）藍(lán)牙測試模塊

它是由DUT（DeviceUnderTest）即被測試模塊與測試設(shè)備及計(jì)量設(shè)備組成。一般測試設(shè)備被測試設(shè)備構(gòu)成一個微微網(wǎng)，測試設(shè)備是主節(jié)點(diǎn)，DUT是從節(jié)點(diǎn)。測試設(shè)備對整個測試過程進(jìn)行控制，其主要功能提供無線層和基帶層的認(rèn)證和一致性規(guī)范，同時還管理產(chǎn)品的生產(chǎn)和售后測試。

（7）UART（UniversalAsynchronousKeceiverTransunitter）通用異步收發(fā)器和USB（UniversalSerialBus）通用串行接口。

功能：提供到HCI（HostConfrollerInterface）即主機(jī)控制器接口傳輸層的物理連接，是高層與物理模塊進(jìn)行通信的通道。

3TR0700單芯片介紹

RT0700單芯片是Transilica公司的藍(lán)牙產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。它把無線收發(fā)器與基帶都集成到一塊CMOS芯片上，替代傳統(tǒng)的串行語音和通用串行接口電纜，為語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供無線連接。

3.1結(jié)構(gòu)及工作原理

RT0700單芯片由收發(fā)器、基帶、語音編/解碼器（CODEC）、帶有4個可配置的8bit接口的8051微處理器、兩個串行口雙高性能的通用異步收發(fā)器（UART）、4KB的靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM）、64KB的Flash程序存儲器等組成。

收發(fā)器由低噪放大器（LNA）、電平控制器（PA）、混頻器、鑒頻器、控制寄存器、發(fā)送濾波器、振蕩器等組成。其工作原理是：來自接收天線上的信號經(jīng)低噪放大器（LNA）放大后，送至多級濾波器，多級濾波器具有預(yù)選擇功能，它把LAN的輸出信號限制在2.4GHz的ISM頻段內(nèi)，去除負(fù)頻率成分，輸出適合進(jìn)行下變頻處理的信號。I、Q混頻器把藍(lán)牙頻段的信號移頻至低中頻（IF）傳輸?shù)恼{(diào)制信號。復(fù)合濾波器負(fù)責(zé)從下變頻信號中濾除無用信號和噪聲。鑒頻器使用過采樣技術(shù)從IF信號中取出藍(lán)牙低調(diào)制指數(shù)信號；發(fā)送器由發(fā)送濾波器、頻率合成器、功率放大器、振蕩器、天線等組成。其工作原理是：發(fā)送濾波器是一個高斯數(shù)字濾波器，它對發(fā)送環(huán)Tx輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字過濾；振蕩器的功能是驅(qū)動一個外部的晶體振蕩器或者接受一個外部的時鐘信號，向頻率合成器提供一個低噪聲的參考頻率。功率放大器的主要功能是對頻率合成器的輸出功率放大到1mW左右，且對頻率合成器起緩沖作用，減少負(fù)載變化對合成器的影響；發(fā)送天線：當(dāng)使用差分輸入的LNA時，它可以是一個低噪聲的平衡雙極天線；8051微處理器是一個8位的微處理器，它的主要功能是管理和實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙協(xié)議棧。它具有一增強(qiáng)的指令集、二級數(shù)據(jù)指針、擴(kuò)展的SRAM和雙UART。在TR0700中對一些重復(fù)性的操作諸如分組的組裝和拆解、加密、地址編碼/解碼、糾錯和同步等都由硬件來實(shí)現(xiàn)，這樣能降低處理器的開銷，有效地提高響應(yīng)性能。TR0700除了8051微處理器本身所帶有的一些特殊功能寄存器（SFR）外，還定義了一些新的特殊功能寄存器（SFR），它還引入了一些特殊的中斷，如一個帶有特殊保護(hù)的外部中斷INT3等。RT0700的基帶操作有三種模式可供選擇：數(shù)據(jù)/地址、端口、測試。

篇（8）

摘要 (200-300字，包括模型的主要特點(diǎn)、建模方法和主要結(jié)果。)

關(guān)鍵詞(求解問題、使用的方法中的重要術(shù)語) 內(nèi)容較多時最好有個目錄

1。問題重述

2。問題分析

3。模型假設(shè)與約定

4。符號說明及名詞定義

5。模型建立與求解 ①補(bǔ)充假設(shè)條件，明確概念，引進(jìn)參數(shù); ②模型形式(可有多個形式的模型);

6。進(jìn)一步討論(參數(shù)的變化、假設(shè)改變對模型的影響)

7。模型檢驗(yàn) (使用數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行分析與檢驗(yàn))

8。模型優(yōu)缺點(diǎn)(改進(jìn)方向，推廣新思想)

9。參考文獻(xiàn)及參考書籍和網(wǎng)站

10。附錄 (計(jì)算程序，框圖;各種求解演算過程，計(jì)算中間結(jié)果;各種圖形、表格。)

小經(jīng)驗(yàn)：

1。隨時記下自己的假設(shè)。有時候在很合理的假設(shè)下開始了下一步的工作，就應(yīng)該順手把這個假設(shè)給記下 來，否則到了最后可能會忘掉，而且這也會讓我們的解答更加嚴(yán)謹(jǐn)。

2。隨時記錄自己的想法，而且不留余地的完全的表達(dá)自己的思想。

篇（9）

ABCD分值: 5分 查看題目解析 >88.設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為，點(diǎn)為上一點(diǎn)，若，則直線的傾斜角為（ ）ABC或D或分值: 5分 查看題目解析 >99.已知函數(shù)，為圖像的對稱中心，若該圖像上相鄰兩條對稱軸間的距離為，則的單調(diào)遞增區(qū)間是( )ABCD分值: 5分 查看題目解析 >1010.已知雙曲線，其一漸近線被圓所截得的弦長等于，則的離心率為( )ABC或D或分值: 5分 查看題目解析 >1111.某四面體的三視圖如圖，則該四面體四個面中的面積是（ ）

ABCD分值: 5分 查看題目解析 >1212.設(shè)函數(shù)是定義在上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),.當(dāng)時，,若,則( )ABCD分值: 5分 查看題目解析 >填空題 本大題共4小題，每小題5分，共20分。把答案填寫在題中橫線上。1313.設(shè)復(fù)數(shù)滿足,則 .分值: 5分 查看題目解析 >1414.若滿足約束條件則的值為 .分值: 5分 查看題目解析 >1515.的內(nèi)角的對邊分別為若,則面積的值為 .分值: 5分 查看題目解析 >1616.在直角梯形中,的面積為1, , ,則 .分值: 5分 查看題目解析 >簡答題（綜合題） 本大題共80分。簡答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17已知數(shù)列的前項(xiàng)和，其中為常數(shù)，17.求的值及數(shù)列的通項(xiàng)公式；18.若，求數(shù)列的前項(xiàng)和.分值: 12分 查看題目解析 >18為了響應(yīng)我市“創(chuàng)建宜居港城，建設(shè)美麗莆田”，某環(huán)保部門開展以“關(guān)愛木蘭溪，保護(hù)母親河”為主題的環(huán)保宣傳活動，將木蘭溪流經(jīng)市區(qū)河段分成段，并組織青年干部職工對每一段的南、北兩岸進(jìn)行環(huán)保綜合測評，得到分值數(shù)據(jù)如下表：

19.記評分在以上（包括）為優(yōu)良，從中任取一段，求在同一段中兩岸環(huán)保評分均為優(yōu)良的概率；20.根據(jù)表中數(shù)據(jù)完成下面莖葉圖；

21.分別估計(jì)兩岸分值的中位數(shù)，并計(jì)算它們的平均值，試從計(jì)算結(jié)果分析兩岸環(huán)保情況，哪邊保護(hù)更好.分值: 12分 查看題目解析 >19如圖，在四棱錐中，四邊形為矩形，為的中點(diǎn), ，，

22.證明：平面；23.若求三菱錐的體積.分值: 12分 查看題目解析 >20已知點(diǎn)P，點(diǎn)、分別為橢圓的左、右頂點(diǎn)，直線交于點(diǎn)，是等腰直角三角形，且.24.求的方程；25.設(shè)過點(diǎn)的動直線與相交于、兩點(diǎn)，當(dāng)坐標(biāo)原點(diǎn)位于以為直徑的圓外時，求直線斜率的取值范圍.分值: 12分 查看題目解析 >21已知函數(shù)26.設(shè)函數(shù)當(dāng) 時，討論零點(diǎn)的個數(shù)；27.若過點(diǎn)恰有三條直線與曲線相切，求的取值范圍.分值: 12分 查看題目解析 >22在直角坐標(biāo)系中，圓的方程為.在以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,直線的極坐標(biāo)方程為.28.寫出圓的參數(shù)方程和直線的普通方程;29.設(shè)點(diǎn)位圓上的任一點(diǎn),求點(diǎn)到直線距離的取值范圍.分值: 10分 查看題目解析 >23已知函數(shù).30.求不等式的解集;31.設(shè)的最小值為,若的解集包含,求的取值范圍.23 第(1)小題正確答案及相關(guān)解析正確答案

詳見解析.解析

解： ，當(dāng)時，由得，解得，所以，當(dāng)時，由得，所以無解，當(dāng)時，由得，解得，所以，所以的解集為或.考查方向

本題考查了絕對值不等式的求法、分類討論的數(shù)學(xué)思想，屬于基礎(chǔ)題.解題思路

將絕對值函數(shù)展開成分段函數(shù)再分類討論函數(shù)解的可能性即可.易錯點(diǎn)

在講絕對值不等式展開時出現(xiàn)錯誤.23 第(2)小題正確答案及相關(guān)解析正確答案

詳見解析.解析

解：由絕對值不等式得，當(dāng)時，取得最小值2，即,因的解集包含，即在上恒成立記，其在上單調(diào)遞減，當(dāng)時，取得值1，所以，所以的取值范圍是.考查方向

篇（10）

首先，建設(shè)工程的項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)該具備一定的技術(shù)專業(yè)知識，能夠看懂圖紙，且對施工過程中的技術(shù)內(nèi)容能夠發(fā)表自己的意見，同時技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)該仔細(xì)審查圖紙，對圖紙中模糊的地方進(jìn)行標(biāo)記，為二次審圖提供便利。第二，技術(shù)人員在審圖時還應(yīng)對圖中存在的問題進(jìn)行快速掌握，然后開討論會進(jìn)行共同商量，并針對問題提供可行的解決方案。第三，建筑工程技術(shù)人員應(yīng)對高度和尺寸進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，并針對項(xiàng)目編制專項(xiàng)施工方案。第四，規(guī)模較大的支模方案應(yīng)經(jīng)過技術(shù)專家進(jìn)行論證并通過，方案應(yīng)經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人最后審批在進(jìn)行實(shí)施。

1.2施工人員準(zhǔn)備

高支模板施工前應(yīng)做好施工人員準(zhǔn)備，應(yīng)做到項(xiàng)目部管理人員合理有效分工。具體人員準(zhǔn)備應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。第一，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)獲得批準(zhǔn)和通過的方案與項(xiàng)目管理和施工人員及時對技術(shù)要求進(jìn)行溝通交流，同時還應(yīng)對項(xiàng)目部的技術(shù)水平進(jìn)行考核，以確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)。第二，項(xiàng)目木工長應(yīng)對工程中涉及的技術(shù)進(jìn)行相關(guān)傳授并對工程的實(shí)施進(jìn)行監(jiān)督；工程竣工時應(yīng)考察是否達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。第三，項(xiàng)目專職質(zhì)檢員要及時檢查工程質(zhì)量，質(zhì)量不合格的應(yīng)勒令其施工人員及時修改，尤其是要對項(xiàng)目中使用的材料進(jìn)行嚴(yán)格考核以確保其達(dá)標(biāo)。第四，項(xiàng)目測量員認(rèn)真負(fù)責(zé)工程的測量工作。第五，項(xiàng)目專職安全員應(yīng)對將要竣工的項(xiàng)目及時履行檢查職責(zé)，對項(xiàng)目不合格地方盡快做出調(diào)整。如果項(xiàng)目中存在支架時安全員也應(yīng)對其進(jìn)行檢查，以免漏掉。

1.3施工材料準(zhǔn)備

一般而言，高支模板施工選用的建筑膠合板為18毫米，且為扣件式鋼管支撐。相關(guān)負(fù)責(zé)人在對施工材料進(jìn)行購買前，應(yīng)對材料的出產(chǎn)廠家進(jìn)行仔細(xì)考察，同時進(jìn)場檢驗(yàn)鋼管、扣件的規(guī)格，確保其規(guī)格與施工設(shè)計(jì)方案一致，高要求地保證施工質(zhì)量。

2、建筑工程模板支撐體系構(gòu)造設(shè)計(jì)要求

2.1一些經(jīng)常被忽略設(shè)計(jì)要求

第一，設(shè)置的立桿間距難以保證水平橫桿貫通。設(shè)計(jì)模板支撐系統(tǒng)的時候,要按水平構(gòu)件的尺寸大小對荷載進(jìn)行計(jì)算,再分別對立桿間距進(jìn)行準(zhǔn)確的確定。如果板下立桿間距和主、次梁不一致時、縱橫不成行時,因?yàn)闃?gòu)造上的不足,水平橫桿不能縱橫貫通,就會削弱架體整體的穩(wěn)定性。但是如果在設(shè)計(jì)方案時,依據(jù)荷載的大小,主、次梁下的立桿排距做到一致,并對梁下每排立桿的間距和根數(shù)進(jìn)行核定,對于板下的立桿間距,應(yīng)選為梁下的整數(shù)倍，這樣才可做到水平橫桿的完全貫通，提高架體的整體穩(wěn)定性。第二，邊梁下的模板系統(tǒng)缺乏有具體詳細(xì)且具有針對性的節(jié)點(diǎn)圖。高層建筑框架梁下的模板系統(tǒng)邊緣多為臨空面,一旦在設(shè)計(jì)方案時不充分重視,會導(dǎo)致施工工人把支撐桿聯(lián)接到外腳手架上,對模板支撐系統(tǒng)和外腳手架和帶來一定的安全隱患。第三，連墻桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)置方式不符合要求,給實(shí)際操作帶來不便。大部分工程的幾個面或某一面沒有剪力墻,多數(shù)沒根據(jù)工程特點(diǎn)設(shè)計(jì)方案,不具有針對性的，應(yīng)對連墻桿的連接措施和連接部位進(jìn)行規(guī)定。第四，容易對后澆帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行忽略,對主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和安全帶來影響。對高支模施工方案進(jìn)行編制時,應(yīng)對澆帶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮,并在后澆帶處設(shè)置獨(dú)立的支撐帶,同時在進(jìn)行連續(xù)施工時,逐一對應(yīng)設(shè)置上下層的立桿。第五，忽略頂部支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求。立桿頂部最好設(shè)置支托板,且與支架層頂橫桿高度距離最好不要大于400毫米。當(dāng)頂部支撐點(diǎn)在頂層橫桿時,應(yīng)向立桿靠近,最好不要超過200毫米。

2.2高支模板施工時應(yīng)注意的構(gòu)造要求

高支模板施工時應(yīng)注意兩方面的構(gòu)造要求。第一，應(yīng)全面對支撐架搭設(shè)的要求進(jìn)行了解并掌握。搭設(shè)時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行,水平桿和立桿的接頭應(yīng)在不同的框格層中全部錯開進(jìn)行設(shè)置；對于橫桿的水平偏差和立桿的垂直偏差應(yīng)確保小于扣件架的規(guī)范要求；對于鋼管和扣件的質(zhì)量應(yīng)該和扣件架規(guī)范要求符合；設(shè)計(jì)地基結(jié)構(gòu)層支座時應(yīng)該符合承載力要求。第二，應(yīng)注意整體性構(gòu)造層的構(gòu)造要求。如果支撐架的橫向高與寬比大于或等于6或高度大于或等于20米時,應(yīng)該對雙向水平加強(qiáng)層或整體性單向進(jìn)行設(shè)置；對單向水平加強(qiáng)層設(shè)置剪刀撐或水平斜桿時應(yīng)按照每4至6米沿水平結(jié)構(gòu)層進(jìn)行設(shè)置；在支撐的中部和頂部每隔10至15米設(shè)置雙向水平加強(qiáng)層；時刻確保高支撐架的底部和頂部必需設(shè)置水平加強(qiáng)層。