在工业生产、科学研究中,几乎所有的参数获取都依靠传感器和检测仪表,一条生产流水线通常使用为数众多的温度、压力、流量、物位、重量、成分传感器和检测仪表。
我的物理,我的大学 在南京大学已经学习与生活了近一个学期,是时候对自己的选择:南京大学物理学院作一次回顾、反思与展望了。虽然之前也写过类似的文章,但我总觉得不是特别深刻,因此我觉得这篇论文来得正是时候。 上了大学以后,回想起自己在中学时的某些想法,觉得自己挺可笑的。由于中学时老师讲的内容大多都是一听就懂的,考试成绩离满分也没多远,于是那时的我便自以为是的以为:物理不过如此。在中学开始的一段时间里,我都是抱着这样一种想法去学物理的,现在想起来真是......唉,无地自容啊,真的挺丢人的。但很快,事情有了转变:我参加了物理竞赛。记得物理竞赛的第一次选拔考试结束后,我彻底懵了:平时那么简单的物理怎么突然变得这么难?这太不可思议了。后来,通过物理竞赛的学习,我终于认识到,物理并不是像我想象的那么简单。从那时起,我开始怀着一颗虔诚的心去学习物理、认识物理。而我发现,我越是虔诚地去学习,我越是会感受到物理的深邃与广博,即便是我以前所认为的那些简单到不能再简单的物理知识也有它们自身独特的魅力,这让我不得不重新审视那些“最简单知识”。于是,我便萌生了到大学学习物理的想法。或许是巧合吧,我理想中的大学--南大的物理在全国是那种“我称第二,没人敢称第一”的“大牛”,这更坚定了我的这一想法。于是在高考结束以后,我便开始努力去说服我的家人让我学习物理(我父母当时倾向于让我学工科),最终,我如愿以偿地来到了南大物理学院。 来到南大物理学院以后,我大致经历了四个情感阶段:兴奋、失落、振作与平和。初来到南京大学物理学院这个大家庭,受到学长学姐的热情欢迎难免会有一点激动 ,再加上就要开始的军训心中也有一点期待,这便造成了开学初的兴奋。军训结束后,我们开始上课,这时失落便出现了。当我发现这里的所有人都是那么厉害时,我迷茫了,我失落了。当你从一个高中的精英,突然变成一个再普通不过的人,我想任何人都会有这种失落感,甚至有些人会自暴自弃,埋怨“既生瑜,何生亮”,而且“亮”还这么多。或许在我心底深处也有过这种想法,但当我想明白一个再简单不过的问题之后,我便想开了:到南大物理学院来的怎么可能都是“废柴”?南大物理学院的名头可不是吹出来的!于是,我不再失落,不再沉沦,因为我意识到只要我比他人早一步振作,我就可以领先他人一步。从阅读会员限时特惠 7大会员特权立即尝鲜那时开始,我步入了一个新的境界--平和。不知是哪位哲人说过,世间一切暴戾,唯平和化之。是啊,我们不可能让世间的一切都遂我们的心,但我们却能以一种最平和的心去对待这世间的一切,而只要我们这样做了,我们便可适应这世间的一切,也就取得了前进的通行证。 大学的八分之一便已丰富如斯,整个大学生活又将如何呢?我很期待。 对未来三年,我是这样规划的。首先,在讲大二之前我先谈谈大一暑假。这个暑假我不会浪费,我会尽自己可能参加暑期社会实践活动。当然这不仅仅是为了学分,更重要的是实践带来的经验与教训。接下来是大二,在大二时,我们的课程难度相对与答疑将有大幅度的增加,因此,科学的生活学习习惯就显得尤为重要。而这些都应该是在大一就培养起来的。大三、大四或许是整个大学生活中最辛苦的时期,在这一阶段,我们不仅要学习大量专业课,而且还要思考大学毕业后的“出路”。这就意味着我们在面对巨大学习压力的同时还要面对即将毕业的压力,如何平衡这两方面的压力就成了这一时期的主要任务。而在我看来,重要的认识平和的心态,当然前提是有足够的能力。 下面我来谈谈学习《物理学史》这门课的感受吧。 首先毫无疑问,这是一门很有必要的课,试想一下,一个物理专业毕业的南大学子连基本的物理学史都不知道,还能叫学过物理吗?其次,这也是一门很有意思的课,我们可以从中了解很多名人的轶事,包括他们的成才、成名经历,这对我们树立正确的人生观、世界观是大有裨益的。总之,学习这门课对我们来说是绝对不会错的。 以上便是目前我的回顾、思考与展望,若有不当之处,还请钟老师批评指正,谢谢。
初中物理实验论文物理学是一门基础科学,是整个自然科学和现代技术发展的基础,对促进社会的发展具有不可替代的作用。要学好物理就必须改变过去注重知识传授的倾向,加强实验是物理教育本质的自然回归,符合素质教育的理论和实践的要求。而课堂上的演示实验正是中学物理实验教学的重要组成部分,它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节,还能培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法。也是变应试教育为素质教育,提高人才科学素质的重要手段之一。针对演示实验的改革问题,本文就此谈谈自己的肤浅体会和做法,与同行们研讨。 演示实验生动有趣,易形成悬念,它在创设问题情境,激发学生的学习兴趣,增强学生在学习中的积极性和主动性,引导学生追根求源探索知识上有极其重要的作用。本文就此谈谈自己的肤浅体会和作法,与本文就此谈谈自己的肤浅体会和作法,与同行们研讨。一、认清实验教学的重要性目前,我们的学生普遍感到物理“难学”,其原因之一就是物理实验教学还很缺乏,尤其是农村由于金费不足实验器材还不到位。而在一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法,如日本初中物理的课时数只有75课时,但安排的学生实验却有20个,演示实验有130个,并且绝大多数都是研究性实验,基本形成以实验为中心的课堂体系。可见,他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强。可喜的是我国相关教育部门已经充分认识到这点,所以在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中,再次强调了实验教学的重要位置并且落到了实处。如国家花大力气为农村学校免费完成了实验室建设和“农村四配套工程”等,国家的重视程度我们有目共睹。那作为教师我们更应该与时俱进,除了完成书本上的指定实验以外还必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就。这样使教学内容更加丰富,使学生的眼界更加开阔更容易接受。例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时,引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。 二、更新实验教学的思路 演示实验作为一种教学手段,是教师备课的重要内容,需要教师认真研究和准备。有的教师轻视课前演示实验的准备工作,结果造成演示失败或出现意想不到的情况,以致在课堂上手忙脚乱,“强行”让学生接受结论,教学效果很不理想。造成这种情况的原因是多方面的,有的是思想认识存在问题,对实验教学不重视或持怀疑态度;有的是疏忽大意,以为实验内容简单,以前做过或曾看见别人做过;还有的是怕麻烦。这些都是演示实验教学的大忌。教师在课前首先要准备好与实验有关的全部仪器、材料。其次是在课前反复操作,直到熟练的地步,对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除。第三是掌握演示时间,注意与教学进度紧密配合。第四是教师要考虑除大纲和教材中规定的演示实验外,还可以适当补充哪些小实验,或对现有的实验作必要的改进,以提高教学效果。例如在讲解蒸发吸热这一问题时,教师可用方座支架、小烧瓶、细玻璃管、有色水和小烧杯等组装一个伽利略气体温度计,用它来演示蒸发吸热现象比直接用普通温度计演示现象清晰、直观。第五是要考虑在演示过程中如何引导学生观察,启发学生思维,最大限度地发挥演示实验的作用。人们的许多物理知识是通过观察和实验,认真地加以思索和总结得到的。如对于彩虹,自然界在特定雨天后才能看到,平时看不到。在课堂上用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在教室里,使学生感到新奇;再引导让学生去讨论解开雨后彩虹形成的这个谜。实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。在这里学习的就不仅是色散的知识,更重要的是学习了这种探索事实的根本方法──实验。 物理就是以实验为基础的学科,物理的定义、定理、规律、定律都建立在大量的实验和实践活动中,所以我认为,实验教学不仅局限可以在课上,也可以在课下;可以使用实验室所配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用我们日常生活中的现有物品,经常用学生身边的物品做实验,如用水和玻璃做光的色散实验等,这些器材学生更熟悉,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力:大家一起来想一想,还可以用什么来说明我们要知道的内容,或者,这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题等等。调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神。总之,我们不是为做实验而做实验,我们做实验是学习这种研究事物内在联系,研究问题的方法。三、改革实验教学的方法1 、注重引导学生观察实验 观察是实验的第一步,也是创新的前提。观察在生活中无处不在。案例一:在演示凸透镜成像规律实验时,可先让学生细致观察,然后出示以下问题:①本实验需要研究观察什么?怎样观察?观察时光屏、透镜、火焰三者的位置关系如何?②在光屏上会出现什么样的像?③适当改变距离后像的大小有何特点?光屏上是否一直都有像,若没有是在什么情况下?为使学生养成细致观察的习惯,培养他们的观察能力,教在观察中,要引导同学讨论观察的方法和应注意的问题。可以提示看到的不同的现象是由不同的原因引起的,但是具体到是哪些原因,应该由学生通过多次的实验得出一定的结论,而不是老师在黑板上把各种条件罗列出,让学生按部就班。那样做实际限制了学生的思维,是不利于学生形成创新思维的。2要与学生紧密配合,培养学生的创新能力演示实验本来就是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。在传统的实验教学模式中,课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,而且很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高也不利于其创新能力的培养。因此,不能把学生当作被动接收的“仓库”,完全没有发挥出演示实验的作用,是不可取的。教师要在演示的同时引导学生观察,不断启发提问,让学生分析、讨论,充分调动学生学习的积极性,使实验结论合情合理地被推导出来。演示实验时还要注意不仅要现象清楚,而且还要面向全体学生。教师要想方设法增大演示实验的可见度。投影放大、机械放大、自制可见度大的仪器进行演示等都是常用的方法。甚至在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。如让学生上前来读数或动一动手。案例二:在进行马德堡半球演示时,先让两个“大力士”上来拉,不能将两个半球拉开,打开活塞,让空气进入半球中,再让两个力气最小的学生来拉,却很轻松地将两个半球分开了。两相对比,说明大气压强不仅存在,而且还不小,全体学生都留下了深刻的印象。演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。3、采用多种实验方法,活跃学生思维笔者认为在帮助学生掌握实验原理的基础上,允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中,学生需要在各种因素中进行取舍,对所得信息进行筛选。这就要求学生在确定的目标下,有全局观点和善于妥协,在不同情况下善于应变,培养学生的应变能力,使学生分析、抽象概括、综合表达能力都得到训练和发展。4、创设实验问题,促进学生创新能力的发展 创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合起来,这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此除了演示实验和分组实验之外,在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中,也可以发展创造活动,鼓励学生创造。例如,学习固体能传声的知识后,引导学生自制土电话四、建立实验教学评价中的意识创新教师对教学目标的完成情况进行评估,为制订下一个目标做准备,这是一个学科目标的结束。如果说学生已经掌握了知识的重点、难点,形成了相应的技能技巧,那么教师应该对学生学习过程进行总结,学生掌握了什么,超越了什么?谁做得最好?由教师和学生总结这个经验,从而形成再创新能力,这个环节是必不可少的。在以往的教学评价当中,往往是以学生的一次次考试的成绩来评价每一个学生,在具有创新意识的教育教学过程中,这个评价方法自然也应该有所改进,而实验教学的评价似乎成了其中的重点。新的评价观点应该重视学生在实验中解决问题的能力,在实际操作时就应该努力避免死板、缺乏创造力的观点,这也是我们努力的方向之一。 总之,创新教育能使学生学会学习,开发智力提高素质,增加了锻炼的机会,增强了适应社会发展的能力。而其在物理实验教学中的具体实施,也会给我们培养大量的适应现代化社会需要的人才提供一个可行的方式方法。
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考!
试谈物理学专业电动力学课程教学
动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学,电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。
一、课程教学根本理念
第一,在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性,片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二,“电动力学”课程属于专业根底课程,教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪,与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点,教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三,教学应突出探求式教学办法,改动传统的教学形式,把信息技术与电动力学课程最大限制地整合,运用多种古代 教育 手腕优化教学进程,推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式,培育先生的创新思想和创新理念。
二、在本课程教学中该当做到以下几点
1.讲授内容应实际联络实践
“电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理,使先生加深对所授知识的了解,更可深入看法电动力学的实践使用价值,到达学致使用的目的,同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。
2.注重先生学习的主体性和集体性培育
从课程的设计到评价各个环节,在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时,应特别留意表现先生的学习主体位置,以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩,以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩,使先生看法数学和物理的亲密关系,培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能,重要的不是教内容,而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别,因材施教,依据这种差别性来确定学习目的和评价办法,并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。
3.运用多种古代教育手腕优化教学环节
充沛应用古代化教学手腕,发扬信息化教学的劣势,加强先生的学习兴味,进一步强化需求掌握的知识点,拓宽知识面,加强先生的理论操作技艺,培育迷信的思想方式,这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法,无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。
4.具有良好的实验条件,充沛保证明验和理论训练质量
鼓舞先生展开科研理论训练,参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想,充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。
三、课程学习战略探求
第一,针对“电动力学”是实际根底课的特点,先生必需坚持 课前预习 ,预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题经过师生多种方式的互动,教员及时理解、处理先生的疑问成绩,以加强先生的学习兴味。第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三,鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才,以培育使用型、复合型、技艺型人才,加强 毕业 生失业才能,完本钱课的预期目的。第四,电动力学也是一门理论性很强的课程,其研讨对象是区别于实物的物质形状,具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化,我们将充沛使用当代信息技术的劣势,比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次,实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质,充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。
四、课程教学办法探求
本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合,尊重先生学习的主体性,适当布置指点性自习,培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导,注重先生才能的培育,使先生经过对电动力学中根本实际的了解,看法和掌握电动力学原理的研讨规律,开辟思绪,初步培育先生的科研思想。
1.“双边反应式”教学法
这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成,其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说,使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。
2.以成绩为中心,展开课堂讨论
式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳,采用以先生为主体的小组讨论式的办法,从提出成绩动手,激起先生学习的兴味,让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题,以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩,学习并稳固电动力学知识,开辟思绪,培育科研思想。
3.倡导学导式的教学方式
在教员指点下,先生停止自学、自练,教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体,让先生自动地去获取知识,开展各自才能,从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上,渗入教员的正确引导,使教学单方各尽其能,各得其所。
4.多展开课外理论活动
课外理论训练中,要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练,参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培育使用型、复合型、技艺型人才,加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程,在课堂教学中,要突出先生的参与性,使他们自动获取而不是主动承受迷信结论,互动思想使先生觉得电动力学发人沉思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味,可以常常采用课堂讨论方式,由先生发问,在教员引导下大家讨论, 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想,所以课堂教学应充沛运用多媒体,尽量运用图像和颜色搭配,使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合,这关于全体优化教学进程,进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时,可将教学实际使用到创新理论才能训练中,使用到物理、电子等各类竞赛中。
参考文献:
[1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智,2014,(19).
[2]郑伟,吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版),2013,31(4):531-534.
[3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息,2013,(11):44.
[4]熊万杰,陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育,2003,(6):72-75.
[5]付长宝,徐国慧,王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报,2009,30
试谈电力信息物理融合系统
【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能,基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析,介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。
【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制
引言
受能源危机、环保压力的推动,以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高,当代电力系统不再符合社会的发展需求,智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面:
1)分布式电源(Distributed Generation,DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络,增加了系统的复杂度和脆弱度,因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。
2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失,近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此,亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。
论文主体结构如下:第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ,CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units,PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。
1 CPS与智能电网的相互关系
CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展,其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知,通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信,通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。
CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。
将CPS技术引入到智能电网中,可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系,首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多,并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义:首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。
从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出,CPS与智能电网在概念上有相通之处,它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此,在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合,最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。
2 CPPS的硬件平台架构
基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标,建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向,同时也是CPPS研究的主要内容。
传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪,保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现,并且响应速度快,但是由于利用的信息有限,控制性能不够完善,不能预测和解决系统未知故障,对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息,能够优化系统控制性能,但是计算数据庞大、通信环节多,系统响应速度慢,并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析,不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。
针对目前电力系统监测、控制手段的不足,要建立坚强自愈的未来智能电网,必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统,CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。
CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示,主要包括:物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。
其中,底层的物理层是指电力系统的一次设备,如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控,测量参数包括电流、电压、相角等,在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED,为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站,是CPPS的重要组成部分,通过收集多个测量节点的数据信息,建立系统层面的控制回路,并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站,主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络,注意信息层并不是单独的一层,而是重叠搭接CPPS的各个分层,为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。
上文给出了CPPS的硬件平台模型,但要在电力系统中具体实现CPPS,涉及诸多方面的技术难题,下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。
3 同步PMU测量技术
同步PMU是构建CPPS的基础,它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出,装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统,测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析,为电力系统的动态控制提供依据。
同步PMU的硬件结构框图如图2所示。
其中,GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元,作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后,送到CPU单元进行离散傅里叶计算,求出同步相量后再进行输出。注意,发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外,还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。
4 CPPS的开放式通信网络
建立CPPS的开放式通信网络,应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上,使系统具有高度的开放性,支持自动化设备与应用软件的即插即用,支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络,需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。
4.1 IEC 61850标准的应用
IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中,支持设备的即插即用和互操作,使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准,同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8],因此,使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。
IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。
4.2 通信网络配置与分析
对于CPPS开放式通信网络的网络配置,可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置,构建CPPS的3层式通信网络,如图3所示。
其中,底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED,分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC),每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连,以完成该分区系统层面的保护控制,并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据,处理以后将控制信息下发到各控制子站,以实现CPPS的广域保护控制功能。注意,各层设备均嵌入GPS实现精确对时,保证全系统的同步数据采样。
5 CPPS的分布式控制机理
要建立坚强自愈的智能电网,必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程,文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架,建立了电力系统的3道防线,为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。
电力系统的分布式控制(Distributed Control,DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的,指的是多机系统,即用多台计算机(指嵌入式系统,包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等),各自构成独立的子系统,各子系统之间通过通信网络互联,通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制,集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上,结合分布式控制技术,建立CPPS的3层控制架构,如图4所示。
其中,分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ,其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性,防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施,需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障,往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施,控制措施实施越晚,控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果,同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施,通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段,要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。
6 结语
将CPS 方法 引入到电力系统中,建立CPPS的模型平台,为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。
这是我在网上看到的一篇物理论文范文,希望对你有帮助。摘要:可靠性问题一直以来是各个行业关注的重点,伴随着电子工业的迅猛发展,可靠性分析将会越来越多的应用到该领域。在过电压防护领域中,SPD(Surge Protection Device)及浪涌保护系统的可靠性在电源、信号及射频显得尤为重要。本文使用系统性分析的方法对SPD的可靠性进行了分析,提出了提高SPD可靠性的途径,为今后的SPD技术发展提供了参考。关键词:可靠性;SPD;过电压;浪涌保护0 引言近代科技中,对元器件、零部件、整机、系统的可靠性提出了越来越高的要求。随着人们越来越多的使用电子元器件,电子元器件不能承受过电压和过电流的缺陷导致过电压保护器件在越来越多的行业中使用。于是各个行业针对SPD的可靠性提出了更高的要求。因此,为了适应现代科技的发展及基于设备、系统安全的考虑,对SPD的可靠性问题进行系统的分析并提出提高其可靠性的途径是很有必要的。1 串联系统与并联系统的可靠性评价方法由于包括SPD在内的各种产品都是通过若干个单元为了完成规定的功能而组合在一起的。因此除了针对单个部件和真个产品性能的评估外,还需要对系统结构进行可靠性评价。针对系统最基本的评价方法有串联系统和并联系统两种,因为任意的系统均可由这两种关系组成。1.1 串联系统的可靠度串联系统指的是对于一个系统来说,如果只要有一个单元失效就导致整个系统的失效,或者只有当所有单元都正常工作时,系统才正常工作。串联系统的模型如图一所示:设在时间t内,SPD的压敏单元Ai正常工作的事件为Xi,则串联系统的可靠度R(t)就是所有这n个单元同时正常工作的概率。即:R(t)=P(x1•x2•……•xn )若各单元可靠度相互独立,则串联系统的可靠度为:P(x1)= R1(t)P(x2︳x1)= P(x2)=R1(t)……P(xn︳x1•x2•……•xn )= P(xn)=Rn(t)于是串联系统的可靠度为:R(t)= ∏ni-1 Ri(t)由此式可见,单元数目越多,串联系统的可靠度越低。1.2 并联系统的可靠度并联系统指的是只要有一个单元还未失效,则整个系统就不发生故障,或者说只有当所有单元都失效时,整个系统才失效。并联系统模型如图二所示:设在时间t内,压敏单元Bi,发生故障的事件分别为Yi,则系统不可靠度为:F(t)= P(y1•y2•……•yn )同理得到:F(t)= ∏ni-1 Fi(t)则可得出,并联系统的可靠度为:R(t)=1- ∏ni-1 Fi(t)=1- ∏ni-1 [1-Ri(t)]由此式可见,单元数目越多,并联系统的可靠度越高。1.3 并串联系统的可靠度对于SPD和其他的产品来说,很少有单一串联的系统或单一并联的系统,往往都是综合两者的系统。串并联系统指的是各单元的关系先串联,然后并联组合。并串联系统指的是各单元的关系为先并联,然后串联组合。SPD的应用中多采取并串组合的方式,如图三所示:其中并串联系统的可靠度为:Rsp =1-(1-Rn)k由此可以看出,SPD最终采取的还是MOV与GDT的串联组合且系统已经简化到极致。因此要保证SPD的可靠性,均需要保证MOV和GDT单元的可靠性,即我们通常所讲的可靠度、瞬时故障率及平均故障间隔时间。2 保证和提高SPD可靠性途径基于上述的分析可以看出保证SPD可靠性的问题集中在保证MOV和GDT的可靠性上了,因此两个器件的参数正态分布将直接影响到SPD的可靠性。除此之外,选取器件的过程中,减额使用的原则也是非常重要的,即设计时让元器件、零部件和组件在低于负荷的情况下使用。2.1 静态参数一致性控制对于SPD中的静态参数来讲,在设计阶段均做过SPD的极限测试,即MOV和GDT电压分别在最高和最低情况下的不同组合,这样制定出的上限下限将作为器件参数正态分布时参考的关键指标。根据R(t)= ∏ni-1 Ri(t)可以看出,要保证R(t)越低,前提是保证RMOV(t)和RGDT(t)的可靠度。通过静态参数的正态分布图可以看出,只要保证参数的一致性即可在很大程度上保证系统的可靠度。如图四所示:2.3 器件的标准化选取标准化的器件和参数是经过权威部门鉴定或者长期的实验验证的结果,比起新设计的或者定制的器件更可靠。若保存或建立一个具有基本失效率值的标准元器件手册以备设计者选用,则产品的可靠性设计将大大减少系统可靠性设计的工作量。3 结论本文使用质量管理中的可靠性分析方法针对SPD进行了研究,根据SPD具体的系统设计及结构方式进行评估后,可以得出以下结论:1. 由于SPD系统通常均采用MOV与GDT串联的方式组合,因此SPD的可靠性主要由MOV和GDT的可靠性决定。2. 为了保证器件的可靠性,需要重点注意的是MOV与GDT的静态参数一致性,器件选型的标准化和减额使用的设计方法。3. 后续需要进一步就元器件的可靠性进行研究,以保证从工艺层面上寻找出更加有效的控制手段。[参考文献][1] 郎志正 质量管理及其技术方法 2003,345~361.[2] 马逢时 刘传冰 等 六西格玛管理统计指南--MINTAB使用指导 2007,第四章
全国大学生数学建模竞赛论文格式规范 本科组参赛队从A、B题中任选一题,专科组参赛队从C、D题中任选一题。 论文用白色A4纸单面打印;上下左右各留出至少2.5厘米的页边距;从左侧装订。 论文第一页为承诺书,具体内容和格式见本规范第二页。 论文第二页为编号专用页,用于赛区和全国评阅前后对论文进行编号,具体内容和格式见本规范第三页。 论文题目和摘要写在论文第三页上,从第四页开始是论文正文。 论文从第三页开始编写页码,页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。 论文不能有页眉,论文中不能有任何可能显示答题人身份的标志。 论文题目用三号黑体字、一级标题用四号黑体字,并居中;二级、三级标题用小四号黑体字,左端对齐(不居中)。论文中其他汉字一律采用小四号宋体字,行距用单倍行距,打印时应尽量避免彩色打印。 提请大家注意:摘要应该是一份简明扼要的详细摘要(包括关键词),在整篇论文评阅中占有重要权重,请认真书写(注意篇幅不能超过一页,且无需译成英文)。全国评阅时将首先根据摘要和论文整体结构及概貌对论文优劣进行初步筛选。 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均明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等;引用书籍还必须指出页码。参考文献按正文中的引用次序列出,其中书籍的表述方式为:[编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年。参考文献中期刊杂志论文的表述方式为:[编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:起止页码,出版年。参考文献中网上资源的表述方式为:[编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)。 在不违反本规范的前提下,各赛区可以对论文增加其他要求(如在本规范要求的第一页前增加其他页和其他信息,或在论文的最后增加空白页等);从承诺书开始到论文正文结束前,各赛区不得有本规范外的其他要求(否则一律无效)。 本规范的解释权属于全国大学生数学建模竞赛组委会。[注]赛区评阅前将论文第一页取下保存,同时在第一页和第二页建立“赛区评阅编号”(由各赛区规定编号方式),“赛区评阅纪录”表格可供赛区评阅时使用(各赛区自行决定是否在评阅时使用该表格)。评阅后,赛区对送全国评阅的论文在第二页建立“全国统一编号”(编号方式由全国组委会规定,与去年格式相同),然后送全国评阅。论文第二页(编号页)由全国组委会评阅前取下保存,同时在第二页建立“全国评阅编号”。全国大学生数学建模竞赛组委会2009年3月16日修订数学建模论文一般结构1摘要 (单独成页)主要理解 、主要方法、 主要结果、 主要特点 (不要图、不要表)作用:了解文件重要性,对文件有大致认识最佳页副:页面2/3。2、问题重述和分析3、问题假设假设是建模的基础,具有导向性,容易被忽视。常犯错误有缺少假设或假设不切实际。对一些关键性的或对结果有重大影响的条件或参数应该在假设中明确约定。作假设的两个原则:① 简化原则:抓住主要矛盾,舍弃次要因素,方便 数学处理。② 贴近原则:贴近实际。以上两个原则是相互制约的,要掌握好“度”。通常是先建模后假设。4、符号说明 (3.4可以合并)5、模型建立与求解(重要程度 :60%以上)6、模型检验(误差一般指均方误差)7、结果分析 (6.7可以合并)8、模型的进一步讨论 或 模型的推广9、模型优缺点10、参考文件11、附件(结果千万不能放在附件中)论文最佳页面数:15-21页 论文结构一题目摘要1.问题的重述2.合理假设3.符号约定4.问题的分析5.模型的建立与求解6.模型的评价与推广1、误差分析2、模型的改进与推广对XXXX切实可行的建议和意见:1.……2.…………7.参考文献8.附录 数学建模论文一般格式 摘要(主要理解、主要方法、主要结果、主要特点)或(背景、目标、方法、结果、结论、建议) 问题重述与分析 问题假设 符号说明 模型建立与求解 模型检验 结果分析 模型的进一步讨论 模型优缺点优秀论文要点:1. 语言精练、有逻辑性、书写有条理2. 文字与图形相结合,使内容直观、清晰、明了、容易理解3. 切忌只用文字进行说明,多运用图形或表格,并对图形或表格做精简的分析,毕竟文字性东西太过于枯燥、乏味,没人有耐性去看那么冗长的文章4. 对论文中所引用或用到的知识、软件要清晰地予以说明。5. 在附录中附上论文所必须要的一些数据(图形或表格),并将论文中所编写的程序附上去各步骤解释摘要:主要理解 、主要方法、 主要结果、 主要特点 (不要图、不要表)作用:了解文件重要性,对文件有大致认识最佳页副:页面2/3问题重述与分析: 一向导、对题意的理解、 建模的创造性创造性是灵魂,文章要有闪光点。好创意、好想法应当既在人意料之外,又在人意料之中。新颖性(独特性)与合理性皆备。误区之一:数学用得越高深,越有创造性。解决问题是第一原则,最合适的方法是最好的方法。误区之二:创造性主要体现在建模与求解上。创造性可以体现在建模的各个环节上,并且可以有多种表现形式。误区之三:好创意来自于灵感,可遇不可求。好创意来自于对数学方法的掌握程度与对问题理解的透彻程度。 表达的清晰性好的文章 = 好的内容 + 好的表达 替读者着想。该交代的要交代,如对题目的理解,关键指标或参数的引入,建模的思路,结果的分析等。 写好摘要,包括:建模主要方法、主要结果,模型主要优点。 专人负责写作,及早动手。考虑写作的过程也是构思框架、理清思路的过程,有利于从总体上把握建模的思路,反过来促进建模。 适当采用图表,增加可读性。
数学建模论文写作 一、写好数模答卷的重要性 1. 评定参赛队的成绩好坏、高低,获奖级别,数模答卷,是唯一依据。 2. 答卷是竞赛活动的成绩结晶的书面形式。 3. 写好答卷的训练,是科技写作的一种基本训练。 二、答卷的基本内容,需要重视的问题 1.评阅原则 假设的合理性,建模的创造性,结果的合理性,表述的清晰程度。 2.答卷的文章结构 题目(写出较确切的题目;同时要有新意、醒目) 摘要(200-300字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结论) 关键词(求解问题、使用的方法中的重要术语) 1)问题重述。 2)问题分析。 3)模型假设。 4)符号说明。 5)模型的建立(问题分析,公式推导,基本模型,最终或简化模型等)。 6)模型求解(计算方法设计或选择;算法设计或选择,算法思想依据,步骤及实现,计算框图;所采用的软件名称;引用或建立必要的数学命题和定理;求解方案及流程。) 7)进一步讨论(结果表示、分析与检验,误差分析,模型检验) 8)模型评价(特点,优缺点,改进方法,推广。) 9)参考文献。 10)附录(计算程序,框图;各种求解演算过程,计算中间结果;各种图形,表格。) 3. 要重视的问题 1)摘要。 包括: a. 模型的数学归类(在数学上属于什么类型); b. 建模的思想(思路); c. 算法思想(求解思路); d. 建模特点(模型优点,建模思想或方法,算法特点,结果检验,灵敏度分析,模型检验……); e. 主要结果(数值结果,结论;回答题目所问的全部“问题”)。 ▲ 注意表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法、要求符合文章格式。务必认真校对。 2)问题重述。 3)问题分析。 因素之间的关系、因素与环境之间的关系、因素自身的变化规律、确定研究的方法或模型的类型。 5)模型假设。 根据全国组委会确定的评阅原则,基本假设的合理性很重要。 a. 根据题目中条件作出假设 b. 根据题目中要求作出假设 关键性假设不能缺;假设要切合题意。 6) 模型的建立。 a. 基本模型: ⅰ)首先要有数学模型:数学公式、方案等; ⅱ)基本模型,要求完整,正确,简明; b. 简化模型: ⅰ)要明确说明简化思想,依据等; ⅱ)简化后模型,尽可能完整给出; c. 模型要实用,有效,以解决问题有效为原则。 数学建模面临的、要解决的是实际问题,不追求数学上的高(级)、深(刻)、难(度大)。 ⅰ)能用初等方法解决的、就不用高级方法; ⅱ)能用简单方法解决的,就不用复杂方法; ⅲ)能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只能少数人看懂、理解的方法。 d.鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异。数模创新可出现在: ▲ 建模中,模型本身,简化的好方法、好策略等; ▲ 模型求解中; ▲ 结果表示、分析、检验,模型检验; ▲ 推广部分。 e.在问题分析推导过程中,需要注意的问题: ⅰ)分析:中肯、确切; ⅱ)术语:专业、内行; ⅲ)原理、依据:正确、明确; ⅳ)表述:简明,关键步骤要列出; ⅴ)忌:外行话,专业术语不明确,表述混乱,冗长。 7)模型求解。 a. 需要建立数学命题时: 命题叙述要符合数学命题的表述规范,尽可能论证严密。 b. 需要说明计算方法或算法的原理、思想、依据、步骤。 若采用现有软件,说明采用此软件的理由,软件名称。 c. 计算过程,中间结果可要可不要的,不要列出。 d. 设法算出合理的数值结果。 8) 结果分析、检验;模型检验及模型修正;结果表示。 a. 最终数值结果的正确性或合理性是第一位的; b. 对数值结果或模拟结果进行必要的检验; 结果不正确、不合理、或误差大时,分析原因, 对算法、计算方法、或模型进行修正、改进。 c. 题目中要求回答的问题,数值结果,结论,须一一列出; d. 列数据问题:考虑是否需要列出多组数据,或额外数据对数据进行比较、分析,为各种方案的提出提供依据; e. 结果表示:要集中,一目了然,直观,便于比较分析。 ▲ 数值结果表示:精心设计表格;可能的话,用图形图表形式。 ▲ 求解方案,用图示更好。 9)必要时对问题解答,作定性或规律性的讨论。最后结论要明确。 10)模型评价 优点突出,缺点不回避。 改变原题要求,重新建模可在此做。 推广或改进方向时,不要玩弄新数学术语。 11)参考文献 12)附录 详细的结果,详细的数据表格,可在此列出,但不要错,错的宁可不列。主要结果数据,应在正文中列出,不怕重复。检查答卷的主要三点,把三关: a. 模型的正确性、合理性、创新性 b. 结果的正确性、合理性 c. 文字表述清晰,分析精辟,摘要精彩 三、关于写答卷前的思考和工作规划 答卷需要回答哪几个问题――建模需要解决哪几个问题; 问题以怎样的方式回答――结果以怎样的形式表示; 每个问题要列出哪些关键数据――建模要计算哪些关键数据; 每个量,列出一组还是多组数――要计算一组还是多组数。 四、答卷要求的原理 1. 准确――科学性; 2. 条理――逻辑性; 3. 简洁――数学美; 4. 创新――研究、应用目标之一,人才培养需要; 5. 实用――建模、实际问题要求。 五、建模理念 1. 应用意识 要解决实际问题,结果、结论要符合实际; 模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。 2. 数学建模 用数学方法解决问题,要有数学模型; 问题模型的数学抽象,方法有普适性、科学性,不局限于本具体问题的解决。 3. 创新意识 建模有特点,更加合理、科学、有效、符合实际;更有普遍应用意义;不单纯为创新而创新。
数学建模论文格式模板以及要求
导语:伴随着当今社会的科学技术的飞速发展,数学已经渗透到各个领域,成为人们生活中非常重要的一门学科。下面是我分享的数学建模论文格式模板及要求,欢迎阅读!
(一)论文形式:科学论文
科学论文是对某一课题进行探讨、研究,表述新的科学研究成果或创见的文章。
注意:它不是感想,也不是调查报告。
(二)论文选题:新颖,有意义,力所能及。
要求:
有背景.
应用问题要来源于学生生活及其周围世界的真实问题,要有具体的对象和真实的数据。理论问题要了解问题的研究现状及其理论价值。要做必要的学术调研和研究特色。
有价值
有一定的应用价值,或理论价值,或教育价值,学生通过课题的研究可以掌握必须的科学概念,提升科学研究的能力。
有基础
对所研究问题的背景有一定了解,掌握一定量的参考文献,积累了一些解决问题的方法,所研究问题的数据资料是能够获得的。
有特色
思路创新,有别于传统研究的新思路;
方法创新,针对具体问题的特点,对传统方法的改进和创新;
结果创新,要有新的,更深层次的结果。
问题可行
适合学生自己探究并能够完成,要有学生的特色,所用知识应该不超过初中生(高中生)的能力范围。
(三)(数学应用问题)数据资料:来源可靠,引用合理,目标明确
要求:
数据真实可靠,不是编的数学题目;
数据分析合理,采用分析方法得当。
(四)(数学应用问题)数学模型:通过抽象和化简,使用数学语言对实际问题的一个近似描述,以便于人们更深刻地认识所研究的对象。
要求:
抽象化简适中,太强,太弱都不好;
抽象出的数学问题,参数选择源于实际,变量意义明确;
数学推理严格,计算准确无误,得出结论;
将所得结论回归到实际中,进行分析和检验,最终解决问题,或者提出建设性意见;
问题和方法的进一步推广和展望。
(五)(数学理论问题)问题的研究现状和研究意义:了解透彻
要求:
对问题了解足够清楚,其中指导教师的作用不容忽视;
问题解答推理严禁,计算无误;
突出研究的特色和价值。
(六)论文格式:符合规范,内容齐全,排版美观
1. 标题:是以最恰当、最简明的词语反映论文中主要内容的逻辑组合。
要求:反映内容准确得体,外延内涵恰如其分,用语凝练醒目。
2. 摘要:全文主要内容的简短陈述。
要求:
1)摘要必须指明研究的主要内容,使用的主要方法,得到的主要结论和成果;
2)摘要用语必须十分简练,内容亦须充分概括。文字不能太长,6字以内的文章摘要一般不超过3字;
3)不要举例,不要讲过程,不用图表,不做自我评价。
3. 关键词:文章中心内容所涉及的重要的单词,以便于信息检索。
要求:数量不要多,以3-5各为宜,不要过于生僻。
(七). 正文
1)前言:
问题的背景:问题的来源;
提出问题:需要研究的内容及其意义;
文献综述:国内外有关研究现状的回顾和存在的问题;
概括介绍论文的内容,问题的结论和所使用的方法。
2)主体:
(数学应用问题)数学模型的组建、分析、检验和应用等。
(数学理论问题)推理论证,得出结论等。
3)讨论:
解释研究的结果,揭示研究的价值, 指出应用前景, 提出研究的不足。
要求:
1)背景介绍清楚,问题提出自然;
2)思路清晰,涉及到得数据真是可靠,推理严密,计算无误;
3)突出所研究问题的难点和意义。
5. 参考文献:
是在文章最后所列出的文献目录。他们是在论文研究过程中所参考引用的主要文献资料,是为了说明文中所引用的的论点、公式、数据的来源以表示对前人成果的尊重和提供进一步检索的线索。
要求:
1)文献目录必须规范标注;
2)文末所引的文献都应是论文中使用过的文献,并且必须在正文中标明。
(七)数学建模论文模板
1. 论文标题
摘要
摘要是论文内容不加注释和评论的简短陈述,其作用是使读者不阅读论文全文即能获得必要的信息。
一般说来,摘要应包含以下五个方面的内容:
①研究的主要问题;
②建立的什么模型;
③用的什么求解方法;
④主要结果(简单、主要的);
⑤自我评价和推广。
摘要中不要有关键字和数学表达式。
数学建模竞赛章程规定,对竞赛论文的评价应以:
①假设的合理性
②建模的创造性
③结果的正确性
④文字表述的清晰性 为主要标准。
所以论文中应努力反映出这些特点。
注意:整个版式要完全按照《全国大学生数学建模竞赛论文格式规范》的要求书写,否则无法送全国评奖。
一、 问题的重述
数学建模竞赛要求解决给定的问题,所以一般应以“问题的重述”开始。
此部分的目的是要吸引读者读下去,所以文字不可冗长,内容选择不要过于分散、琐碎,措辞要精练。
这部分的内容是将原问题进行整理,将已知和问题明确化即可。
注意:在写这部分的内容时,绝对不可照抄原题!
应为:在仔细理解了问题的基础上,用自己的语言重新将问题描述一篇。应尽量简短,没有必要像原题一样面面俱到。
二、 模型假设
作假设时需要注意的问题:
①为问题有帮助的所有假设都应该在此出现,包括题目中给出的假设!
②重述不能代替假设! 也就是说,虽然你可能在你的问题重述中已经叙述了某个假设,但在这里仍然要再次叙述!
③与题目无关的假设,就不必在此写出了。
三、 变量说明
为了使读者能更充分的理解你所做的工作,
对你的模型中所用到的变量,应一一加以说明,变量的输入必须使用公式编辑器。 注意:
①变量说明要全 即是说,在后面模型建立模型求解过程中使用到的所有变量,都应该在此加以说明。
②要与数学中的习惯相符,不要使用程序中变量的写法
比如:一般表示圆周率;cba,, 一般表示常量、已知量;zyx,, 一般表示变量、未知量
再比如:变量21,aa等,就不要写成:a[0],a[1]或a(1),a(2)
四、模型的建立与求解
这一部分是文章的重点,要特别突出你的创造性的工作。在这部分写作需要注意的事项有:
①一定要有分析,而且分析应在所建立模型的前面;
②一定要有明确的模型,不要让别人在你的文章 中去找你的模型;
③关系式一定要明确;思路要清晰,易读易懂。
④建模与求解一定要截然分开;
⑤结果不能代替求解过程:必须要有必要的求解过程和步骤!最好能像写算法一样,一步一步的.写出其步骤;
⑥结果必须放在这一部分的结果中,不能放在附录里。
⑦结果一定要全,题目中涉及到的所有问题必须都有详细的结果和必须的中间结果!
⑧程序不能代替求解过程和结果!
⑨非常明显、显而易见的结果也必须明确、清晰的写在你的结果中!
⑩每个问题和问题之间以及5个小点之间都必须空一行。
问题一:
1.建模思路:
①对问题的详尽分析;
②对模型中参数的现实解释;这有助于我们抓住问题的本质特征,同时也会使数学公式充满生气,不再枯燥无味
③完成内容阐述所必需的公式推导、图表等
2.模型建立:
建立模型并对模型作出必要的解释
对于你所建立的模型,最好能对其中的每个式子都给出文字解释。
3.求解方法:
给出你的求解思路,最好能想写算法一样,写出你的算法。
4.求解结果:
你的求解结果必须精心设计(最好使用表格的形式),使人一目了然。
结果必须要全,对于你求解的一些必须的中间结果,也必须在这里反映出来。
5.模型的分析与检验
在计算出相应的结果之后,你必须对你的结果做出相应的解释。 因为你的结果往往是数学的结果,一般人无法理解。 你必须归纳出你的结论和建议。 这里主要应包括:
①这个结果说明了什么问题?
②是否达到了建模目的?
③模型的适用范围怎样?
④模型的稳定性与可靠性如何?
问题二:
问题三:
问题四:
问题五:
五、模型的评价与推广
这一部分应包括:
①你的模型完成了什么工作?达到了什么目的?得出了什么规律?
②你的建模方法是否有创造性?为今后的工作提供了什么思路?结果有什么理论或实际用途?
③模型中有何不足之处?有何改进建议?
④模型中有何遗留未解决的问题?以及解决这些问题可能的关键点和方向。
这一部分一定要有!
六、参考文献
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均明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等;引用书籍还必须指出页码。参考文献按正文中的引用次序列出,其中
书籍的表述方式为:
[编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年。
参考文献中期刊杂志论文的表述方式为:
[编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:起止页码,出版年。
参考文献中网上资源的表述方式为:
[编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)。
七、附录
不便于编入正文的资料都收集在这里。 应包括:
①某一问题的详细证明或求解过程; ②流程图;
③计算机源程序及结果;
④较繁杂的图表或计算结果(一般结果只要不超过A4一页,尽量都放在正文中)。
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数学建模竞赛是团队参加,团队中每个人需要准备的内容是不一样的。准备数学建模竞赛最忌讳的就是三个人一起扎堆看数学模型,一起学习编程,一起学论文写作,到了最后三个人啥都会,但啥也不精。
这里为你提供一份完整的准备路线:
因此,首先需要做的是组建队伍。
注意一定要找靠谱、知根知底的队友,确定大家对于数学建模这件事并不排斥,愿意抽出课余时间参加竞赛,并且志在获奖。能力方面甚至都是次要的,一定一定要确认队友态度!
队伍组建完成后,接下来就是分配工作。
一人负责建模(建模员),一人负责编程(编程员),一人负责写作(写作员)。
对建模员来说,ta首先要将上图提到的六类模型的基本原理弄懂,然后结合实际题目(例如往年国赛、美赛……)来分析这些模型一般会用到什么类型的题目中,如微分方程模型一般会和规划模型结合起来用于解决“热传递”的相关问题(2018年国赛A题和2019年国赛A题)。
对编程员而言,最起码要掌握一门编程语言:Python或者Matlab,这两种是数学建模中最常用的编程语言。
Python可视化示例
python具有:
1、强大且良好的社区环境:在用Python实现一个模型的时候,基本上CSDN和博客园都有现成的代码,如果网上没有需要自己手动实现,但是害怕自己遇到很多bug,网上针对这些bug都有很好的解释以及解决办法。
2、覆盖面广的第三方库:Python有很多第三方库对数学建模常用的模型都有实现,你只需要安装这些第三方库,然后调用这些库,基本上几行代码就能实现一个复杂的模型。比如说最小二乘法的多元线性回归,在sklearn库中LinearRegression模块就已经替你实现好了,直接调用就可以。
编程手仅仅掌握Python编程或者Matlab编程的基础还是不够的,还需要会利用编程语言去实现数学模型,所以建议编程手在比赛开始前就把图一中橘黄色的模型都手动实现一遍,如果实在来不及或者能力不足也要在网上把这几个模型的代码都找到,自己理解一遍。
对写作员而言,第一件事就是选择一个写作工具。
如果你精通LaTex,那么你就用LaTex,如果你对LaTex也是一知半解,不是很精通,或者之前压根没接触过LaTex,那么用word就行了,不要用LaTex。如果到了比赛的时候,LaTex编译不出来然后又找不到解决办法,那就非常浪费时间。
另外,写作也需要能看懂模型(大致知道他的原理),因为最后数学建模还是要靠一篇论文去展现给评委的,如果写论文的人对模型一点不懂,那这肯定也是不行的。建议写作员把近五年的数学建模国赛优秀论文都看一遍。
以上就是参加数学建模竞赛分工合作的一点建议。
我从大一开始就开始准备和参加数学建模竞赛,目前参加过校赛和国赛,也一点一点积累了一些经验,下面对于准备数学建模竞赛我提几点建议:
一、选择并练习自己的长项
大学的数学建模竞赛通常是由建模、编程和写论文三个部分组成的,一般是三人一个小组参加比赛,每个人重点负责一个部分。所以在你决定要参加数学建模竞赛之后就要明确自己重点学习的方向,是选择主攻建模还是编程,或者是写论文。要知道数学建模竞赛得奖需要每个人都很优秀,在这三个方面都有一定的成绩才能在众多队伍中脱颖而出。
二、练习使用MATLAB
数学建模离不开MATLAB软件的帮助,因为数学建模通常解决的是实际生活中的一些问题,这些问题涉及到的数据量是非常大的,比如人口普查、商品运输等等问题,我们很难用简单的算法计算出来,所以这个时候就需要用到功能强大的编程软件MATLAB。即使你不是你们队伍主要的负责编程的同学,你也要学会使用这个程序,因为这是最基本的计算方式。
三、选择志同道合的队友
这个比赛是非常需要团队合作的比赛,比如如果你要参加国赛,比赛时间只有短短四天,这四天里仅靠一个人是很难完成一个深奥的数学问题的,所以你需要能帮助你,能共同进步、互补的队友。我建议你最好选择身边熟悉的同学,因为你们有感情基础,有默契度,磨合起来沟通也简单很多,不需要费太多口舌。但是如果你真的找不到熟悉的队友,也最好找靠谱一些的,比如有能力的学长学姐都是很不错的组队方式。另外最好男女搭配,思维更互补一些。
四、多尝试,不要急
数学建模比赛其实是一个宝贵的学习过程,很多人从零开始,边参加比赛边学习建模知识,经过一定时间的练习、学习、听课、刷视频,水平会提高很多。想我身边的同学,基本是大一尝试着参加比赛体验感觉,大二之后再通过逐渐积累的经验参加一些大一点的比赛,然后获奖。我知道这不是一件很简单的事情,但是只要你愿意投入,时间就是答案。
希望我的回答对你有帮助!
相关范文:关于测控专业学员电磁学前概念的研究摘 要 介绍了一种转变前概念的教学策略。以建构主义学习理论为指导,以电磁学六个方面的含前概念的调查问卷为工具,通过对测控专业学员321名学员的问卷调查,得出学员在电磁学存在的一些典型的前概念。根据调查分析的结果,分析了前概念的成因、特点,并提出了转变前概念的教学策略。 关键词 前概念 电磁学 教学策略 Abstract A kind of teaching method is proposed. Using the constructivism as the guideline, the questionnaire with preconception of 6 parts of electromagnetism as tools, by investigating 321 students, 21 pieces of typical preconception are got. By the results of investigation, analyzing the traits and the reasons, some teaching method for changing the preconception is proposed. Key words preconception electromagnetics teaching method 一、引言 学习者总是以已有的认知结构为基础来建构对新知识的理解[1],在学习者己有的认知中有些是与科学概念相一致的,有些是与科学概念不一致的,我们就把这些与科学概念不一致的认知称为“前科学概念”(简称前概念)[2]。近年来,随着认知科学的不断发展,人们越来越认识到学习者头脑中的这些前概念会对学习者接受、形成和发展科学概念产生严重的阻碍作用。因此,探究学习者头脑中存在的前概念并根据学员已有的认知结构采取相应的措施进行概念转变教学,逐渐成为国内外教育心理学界研究的热点。对于军队院校的大专学员(士官)来说更是如此,他们的基础更加薄弱一些,纠正他们头脑中存在的前概念,优化其认知结构显得十分重要。 二、基本概念和研究方法 (一)基本概念。在有关概念及概念转变的文献中,研究者使用了很多不同的名词,其中比较常用的有“前概念(preconception) ”,“错误概念(misconception)”、“相异构想(alternative framework ) ”,“概念框架(conception framework )”[3]。 1、前概念。“前概念”有很多种称谓,苏联心理学家维果斯基把它称为如“孩子的概念”、“替代的概念”;前苏联“日常概念”、“自发概念”。它是指“未经专门教学,在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念” “教学前概念”是指“在进行教学之前学生就己持有的概念”。杜伊特(R.Duit)将其化分为错误概念和前概念两部分,同时,他认为错误概念是指“学生在以前的正式学习中形成的错误理解”,其中前概念的含义与前面相同。 2、概念框架。“概念框架”是指学生对自然现象的认识通常并不是个别的孤立的概念,而大都是能形成一种结构并且在自然中得到拓展。现有研究的结果充分地支持了这一观点,学生的概念通常并不是“模糊”观点的集合,而是非常清晰的,尽管从科学角度来看他们的认识范围十分有限。 (二)研究方法。根据研究目的及具体的研究条件,本研究以问卷调查法为主,并辅以个别访谈法对测控专业学员有关电磁学前概念进行研究。问卷中的试题为单项选择题,要求学员不仅要选出答案,而且要说明所做出选择的理由,以期获取学员产生错误推理、错误概念的原因等有用信息。 1、研究内容。由于电磁学涉及的内容较为广泛,在有限的时间内要全面细致研究是不现实的。本研究在阅读相关研究文献基础上,结合电磁学部分的教学内容和要求,具体设置了:电荷、电场线与电场之间的关系、导体的静电平衡、库仑定律、电势与场强之间的关系、真空中的GUSS定理6个方面的内容。 2、研究对象。本研究旨在探查测控专业学员在电磁学中存在的某些前概念。考虑到电磁学的教学时间、学员的具体情况以及论文的进展情况,我们选择了装备指挥技术学院士官系2006, 2007(简称06, 07)级测控专业的部分学员作为被试对象。其中,06级学员己学完电磁学课程一年,并且进行了后继学科电动力学相关部分的学习;07级学员刚刚学习电磁学中有关测试部分的内容,还未进行后继学科电动力学的学习。 3、问卷编订。参考程守沫、江之永的《普通物理学》,赵凯华、陈熙谋的《电磁学》,陈秉乾、舒幼生、胡望雨的《电磁学专题研究》、张静江的《电磁学问题一一分析与思考》,苏铁力、马德录的《电磁学基本概念学习指导》以及四川师范学院电磁学教研室的《电磁学思考题分析与解答》等材料,并参照戴维德(David )等人的电场和磁场概念理解调查问卷(the Conceptual Survey of Electricity and Magnetism)的设计模式,结合长期从事电磁学一线教学的教员的建议,编制了包含20个题目的初始调查问卷。测查题目情况具体如表1所示。主要测查学员在电磁学中存在的前概念。 表1 测查题目及内容分布 测查内容 电荷 电场线与电场关系 导体的静电平衡 库仑定律 电势与场强关系 真空中的GUSS定理 题号 1,10,17 2,7,12 4,9,13, 18 6,11,19 5,14,15,16 3,8,20 三、结果与分析 为进一步分析测控专业学员在电磁学中存在的某些前概念,我们对问卷调查结果进行了统计分析。试卷回收统计情况如表2所示。 表2 试题测试答案统计表 题号 答对率/人数 含前概念回答率/人数 放弃率/人数 题号 答对率/人数 含前概念回答率/人数 放弃率/人数 1 44.5/143 52.6/169 2.9/9 11 42.4/136 50.6/162 3.3/10 2 86.6/278 12.4/56 1.0/3 12 67.7/217 30.6/98 1.7/5 3 79.7/256 17.4/56 2.9/9 13 63.3/203 31.7/102 5.0/16 4 57.6/185 39.5/127 3.0/10 14 51.7/109 45.0/95 3.3/7 5 69.5/223 27.7/89 2.8/9 15 58.7/124 40.3/85 1.0/2 6 44.5/143 52.7/169 2.8/9 16 43.7/92 51.7/109 4.6/10 7 48.6/156 47.0/151 4.4/14 17 52.6/111 44.5/94 2.9/6 8 62.6/201 34.6/111 2.8/9 18 70.5/226 28.6/92 0.9/3 9 67.6/217 30.8/99 1.7/5 19 57.1/183 38.9/125 4.0/13 10 62.5/200 34.2/109 2.3/12 20 64.6/207 32.5/104 2.9/9 1、年级差异。统计结果中发现,对于不同年级得分率有较大差异,具体情况如图1所示。从图中我们发现随着年级的增长,学员的得分率有所提高,这说明从新课教学以及一些其他相关学科的学习,对于一部分前概念的纠正和科学概念的形成是有效的,能够在一定程度上提高学员成绩。 2、概念差异。此外对06、07级6部分测查内容得分率分别进行了统计,统计情况如图2所示。 图2 06、07级各部分测查内容平均得分率 从图2我们可以看出学员在各部分测查内容方面的平均得分也随年级的增长而提高,这也说明通过后继学科的学习能在一定程度上减少学员的前概念,提高学员的学习成绩。这说明通过新课教学可以有效的纠正学员头脑中的前概念并且能有效的帮助学员形成正确的物理概念。07和06年级之间存在明显的差异,这说明后继学科的学习纠正学员的部分前概念。其中库仑定律增幅最高,说明这部分内容存在的前概念多。而真空中的GUSS定理增幅最小,这说明这部分内容存在的前概念最小。这主要是因为库仑定律比较普遍,学员接触的较多一些,而后者学员在学习中接触的较少,所以前概念就少一些。学员具体在库仑定律方面存在的前概念如下表3所示。 表3 在库仑定律方面存在的典型前概念 序号 前概念内容 1 极小的带电物体均可看作点电荷 2 根据公式 可知r→∞,E→∞3 根据公式 可知r→0,无意义四、教学策略 由上面的调查分析判断,电磁学教学的关键在于促进学生的概念转变,学习是否发生是依据概念发展而不是依据新信息的零星积累来判断的。要确定适当的概念转变教学策略,应当考虑以下几个因素:(1)学生原有的概念,促进概念转变的教学首先需要知道学生在概念转变中存在那些常见的问题,从而有针对性的设计教学;(2)分析在发展和转变观念的过程中对学生智力的要求,这种分析集中于学习者从现有概念向预期结果转变的过程中需要经历的智力途径的性质;(3)考虑可能用来帮助学生从现有概念向科学概念转变的各种具体教学对策。促进概念转变的关键在于营造一个有利于概念转变的教学环境,在这一环境中,新旧概念间的矛盾被突出,从而激起学生解决矛盾的愿望,并提供给学生比较充分的解释、交流的机会。根据新旧概念矛盾的激化程度不同,促进概念转变的教学策略可以分为以下两种。 一是充实。充实(Enrichment)指在现存的概念结构中概念的增加或删除,包括对前概念的区分、合并以及增加层级组织。这一途径涉及前概念的量的扩展,是一条“进化”的、连续的途径,发生在学生的原有概念结构同科学概念一致的情况下。这一策略常用的引导学生概念转变的方式有:从学生前概念的积极方面入手,以两种概念的一致点为出发点,逐步过渡到科学概念。对学生存在的错误观念,找出一个情景比较相似但较容易理解的事例,在二者之间建立类比关系,为学生从错误观念走向科学概念架起桥梁;另外,我们可以让学生先动手完成一些简单的实验,然后以试验内容和现象为素材进行讨论,澄清错误概念。 二是重建。重建(Restructuring)意味着创造新结构,这种新结构的建构是为了解释老的信息或说明新信息。这是一条“革命性”的、不连续的途径,它发生在学生的前概念与科学概念不一致或完全冲突的情况下。在这种不连续的情况下,认知冲突起关键作用。这一策略常用的引导学生概念转变的方式是通过学生对某一物理现象的解释来暴露前概念,在与进一步的物理事实的对比中引起认知冲突,从而帮助学生建立起正确的物理概念。这种教学方式使新旧概念之间的矛盾冲突表面化、集中化,对学生头脑中原有的知识结构有一个强烈的震撼,然后通过顺应重新建立新的认知结构。 5、结论 介绍了一种转变前概念的教学策略。以电磁学六个方面的含前概念的调查问卷为工具,通过对测控专业学员的问卷调查,得出学员在电磁学存在的一些典型的前概念。根据调查分析的结果,分析了前概念的成因、特点,最后得出了转变前概念的教学策略。 参考文献 1.杜军义.高中学生学习物理的相异构想初探[J].物理教师,2002;(6):1~3 2.陈秉乾,舒幼生,胡望雨.电磁学专题研究[M].北京:高等教育出版社,2003.1~70 3.赵凯华,陈熙谋.电磁学[M]北京:高等教育出版社,2003.1~53仅供参考,请自借鉴希望对您有帮助
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摘要:本设计采用 ………作为直流恒流源的控制、显示和输出电流检测核心,实现了............。系统的显示部分采用128×64点阵式液晶显示屏实时显示设定电流值和实测电流值;输出电流控制………;电流测量采用基本没有温度漂移的康锰铜电阻丝作为精密取样电阻,……… A/D输入口进行电流检测和监控。电源部分采用大功率变压器供电,多级电容滤除纹波干扰;电源输出采用分离元件实现稳压,并且利用稳压管和LM358运放进行稳压和过流保护,以满足后级功率需求。关键字:电源、一、 方案论证如题目要求,系统主要由控制器模块、电源模块、电流源模块、负载模块及键盘显示模块构成,下面分别论证这几个模块的选择。1、 控制模块的选择方案方案一:采用AT89C51单片机进行控制。本设计需要使用的软件资源比较简单,只需要完成数控部分、键盘输入以及显示输出功能。采用AT89C51进行控制比较简单,但是51单片机资源有限,控制输入输出,需要外接8279之类的芯片进行I/O扩展。 方案二:采用………….单片机进行控制。………….单片机具有……。经综合考虑和分析,本设计采用方案二更能满足设计要求。2、 电源模块的选择方案由于该题要求输出……方案一:采用三端稳压集成电路一般的三端稳压集成块稳压效果较好,但难以达到2A以上的大电流输出,为了满足本题需要可以采用多块稳压集成块并联的方式来扩流。这种电路理论上输出电流能力为各块集成块输出最大电流的和。要达到比较好的稳压效果,要求并联的各稳压块参数尽量接近。在应用中发现,当电流接近理论值时,稳压效果急剧变差,这是由于器件的不一致性所造成的。因此,要取得好的稳压效果,理论输出最大电流值要大于所需电流值,这必然造成器件的浪费,且器件的选择还必须参数尽量接近。方案二:采用全桥整流加电容滤波电路该电路广泛应用于一些要求不太高的电流直流电源中,其驱动能力和后级的滤波电容有关,该电路显著的特点就是能够比较好的满足电流的瞬态相应,而如果负载要求持续的大电流输出,该电路将无能为力。方案三:采用三端稳压集成电路外接扩流管这种电路既利用了稳压集成块优秀的稳压性能,又能够有一定的电流输出,在一些高精度的线性稳压电源中被广泛采用,其基本电路图如图1.1所示。采用三端稳压集成电路LM7812驱动达林顿管TIP127,该管最大集电极电流为8A,仿真时当电流为3A左右时,纹波电压仅为几十uV,有着非常优异的性能。经综合考虑和分析,本设计采用方案……更能满足设计要求。3、电流源模块的选择方案方案一:由晶体管构成镜像恒流源该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响,其中涉及到比较复杂的工艺参数。另一缺点在于,集电极最大输出电流约为几百毫安,而题目要求输出电流为200~2000mA,因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。 方案二:由运算放大器构成恒流电路运算放大器构成的恒流电路摆脱了晶体管恒流电路受限于工艺参数的缺点。但是只由运放构成的恒流电路,输出电流同样只能达到几十毫安,远远不能满足设计要求,因此必须加上扩流电路。方案三:由运算放大器加上扩流管构成恒流电路采用运算放大器加上扩流管构成恒流电路,既能利用运算放大器准确的特性,输出又能达到要求。采用高精度运算放大器OP07,更能增加其准确的性能;采用达林顿管TP127进行扩流,具有很大的扩流能力,两者结合,可以实现比较精确的恒流电路。鉴于上面分析,本设计采用方案三。4、显示模块的选择方案方案一:采用LED数码管显示。由于要求显示设定值和测量值,需要显示的值比较多。采用LED数码管需要用动态扫描,占用资源比较多。整个显示界面显得不太友好。方案二:采用LCD液晶显示器显示。采用128×64点阵LCD液晶显示,可视面积大,画面效果好,抗干扰能力强,调用方便简单,而且可以节省了软件中断资源。其缺点在于显示内容需要存储字模信息,需要一定存储空间。由于作为控制器的单片机SPCE061A有32K字的Flash,有足够的存储空间,存储字模数据绰绰有余。……………………………二、 硬件设计根据题目要求和以上论证,本设计的系统框图如图………所示,主控制器与各外围模块的硬件连接图如图…………….所示。 系统的硬件部分主要包括三大部分:恒流源电路、电流测量电路和单片机控制电路。(1)电源电路的硬件设计在本系统中,要求输出2A的大电流,而且对纹波的要求很高,电源部分的电路图如图2.3所示。50Hz交流220V电压经过变压器,输出约±20V交流电压,经过全桥进行整流,通过电容滤波,100nF、1.0uF用于滤除电源中的高频交流成分。采用三端稳压集成电路LM7812驱动达林顿管TIP127,使电源输出电流能达到2A以上,以满足电流源的需要。 图 2.3 电源部分电路利用Multisim 8对图2.1电源电路进行仿真。当正负两路电源输出负载为5Ω时,分别用虚拟万用表测量正负两路电源的输出电压(即图2.3的节点11和节点6),以及通过负载的电流,得到结果如2.4所示。正端电源输出电压为11.84V,流经负载电流为2.368A;负端电源输出电压为-11.869V,流经负载电流为2.374A。正负两路输出功率均能达到20W,满足电流源最大电流2A,最高电压10V的输出功率要求。 图 2.4 正负电源负载端电压电流仿真结果(2)数控电路的设计(5)键盘电路的设计在本系统中,键盘主要用于设定电流源的输出电流值。为了操作更方便,采用了1×8按键,连接到SPCE061A单片机IOA的高8位,采用直接检测电平的方法检测按键。其中使用了5个按键,按键面板如图2.8所示。设定键用于正常状态和设定状态之间的切换。左右键用于设定状态下,设定位置的选择;上下键用于改变设定位的值。调节范围为0~2A,步进1mA。 图2.8 键盘面板图(6)显示电路的设计本系统采用128×64 LCD液晶点阵显示。8位数据线分别连接到SPCE061A的IOB高8位,并且利用IOB3~IOB7作为控制线。正常状态下显示面板图如图2.9所示。当设定电流和负载电阻的配合使负载两端电压值超过题目要求的10V最大电压时,将会输出警告信息,此时显示面板输出图如图2.10所示。 图2.9 正常状态下显示面板图 图 2.10 报警状态下显示面板图三、 软件设计1)主程序流程图软件的主程序流程如图2.11所示。主程序不断检测是否有按键输入,如果有按键,则进行相应的键值处理,根据按键改变设定的电流值,实现数控输入。再根据设定值,对应改变显示内容和DAC输出的控制电压。当设定电流值为正的时候,通过………..的I/O口控制两个模拟开关的导通与截止。四、 电路测试五、 结论本系统以凌阳十六位单片机………芯片为核心控制器件,控制液晶显示,键盘输入,恒流输出设定和电流输出检测等各个部分。数控恒流源可以在输出口电压不超过10伏的情况下输出-2A到2A的恒定电流,具有输出准确,纹波少,输出稳定等特点,基本达到了竞赛题目中要求的各项任务和功能。在系统设计过程中,功率器件和控制器件隔离布线,对大功率器件进行了较好的散热处理。因为时间有限,该系统还有很多值得改进的地方:电源部分加入过载自动保护电路,以防止负载过大时的系统过载;采用12位的AD和DA对恒流源电路进行更加精确的检测和控制,因为整体硬件电路经过测试可以将输出电流精确到0.1mA;增加监测点,当输出口电压大于10伏时进行报警;增加风扇或其他更好的散热设备和温度检测设备,当恒流源连续输出大电流系统过热时,对整个系统进行充分的散热,这样也可以使输出的最高电流2A向上提升到5A以上。六、 参考文献1、 王兆安、黄俊。电力电子技术【M】.5.北京:机械工业出版社,2009.5。2、 康华光主编。电子技术基础.数字部分.5.北京:高等教育出版社,2006.1.3、 黄智伟主编。全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京:电子工业出版社,2005.1
竞赛结束时,参赛队需要上交的材料包括:(1)《设计报告》;(2)制作实物;(3)《2007全国大学生电子设计竞赛登记表》。上述材料使用赛区统一制作的封条,封入由各校自备的纸箱。密封后的纸箱外部不得出现任何校名、参赛队代号、参赛队员姓名及其它暗记,否则视为无效。纸箱封条由赛区组委会自备,各参赛学校必须按照赛区组委会要求的时间、地点上交参赛作品。9、《设计报告》写作与装订要求《设计报告》正文的图文篇幅限制为6页,第一页含300字以内的设计中文摘要,正文采用小四号宋体字,单倍行距,标题字号自定,一律采用A4纸,页面纵向打印、装订,装订时第一页为空白页。电路图可另附,报告格式按照竞赛题目中的报告要求撰写。《设计报告》每页上方必须留出3cm空白,空白内不得有任何文字,每页右下角注明页码。报告用纸由各参赛校自行解决。10、《设计报告》的密封方法竞赛结束时,参赛队应将设计报告密封纸在距设计报告上端约2厘米处装订,然后将参赛队的代码(代码由赛区组委会统一编制,在发放题目时通知各参赛队)写在设计报告密封纸的最上方。设计报告装订好后将密封纸掀起并折向报告背面,最后用胶水在后面粘牢。设计报告上不允许出现参赛队的学校、姓名等文字。11、发题时间参赛地区教委及赛区竞赛组委会必须保证本省内不同城市的参赛学校,在2007年9月2日这天同时如数取到竞赛题目,但开赛前不得启封。电子设计大赛论文报告格式**设计报告内容:1.封面:单独1页(见样件)2.摘要、关键词:中文(150~200字)、英文;单独1页3.目录:内容必要对应页码号4. 设计报告正文:一、前言:二、总体方案设计: 包括方案比较、方案论证、方案选择(以方框图的形式给出各方案,并简要说明)三、单元模块设计:① 各单元模块功能介绍及电路设计;② 电路参数的计算及元器件的选择;③ 特殊器件的介绍;④ 各单元模块的联接,以一个模块为一个框,画出框的联接图并简要说明。四、系统调试:说明调试方法与调试内容,软件仿真放这里。五、系统功能、指标参数:①说明系统能实现的功能;②系统指标参数测试,说明测试方法,要求有测试参数记录表;③系统功能及指标参数分析(与设计要求对比进行)。六、设计总结:包括:①对设计的小结;②设计收获体会;③对设计的进一步完善提出意见或建议。5. 参考文献:如:[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用.科学出版社,2002.01.[2][3]6. 附:① 系统原理图;**设计报告格式:设计报告统一用A4纸打印,设计报告正文大标题用小三号宋体、小标题用四号宋体、内容用小四号宋体。报告从正文开始统一编页码、左侧装订。设计报告要求20页左右。
电子设计大赛论文报告格式**设计报告内容:1.封面:单独1页(见样件)2.摘要、关键词:中文(150~200字)、英文;单独1页3.目录:内容必要对应页码号;③对设计的进一步完善提出4. 设计报告正文:一、前言:二、总体方案设计: 包括方案比较、方案论证、方案选择(以方框图的形式给出各方案,并简要说明)三、单元模块设计:① 各单元模块功能介绍及电路设计;② 电路参数的计算及元器件的选择;③ 特殊器件的介绍;④ 各单元模块的联接,以一个模块为一个框,画出框的联接图并简要说明。四、系统调试:说明调试方法与调试内容,软件仿真放这里。五、系统功能、指标参数:①说明系统能实现的功能;②系统指标参数测试,说明测试方法,要求有测试参数记录表;③系统功能及指标参数分析(与设计要求对比进行)。六、设计总结:包括:①对设计的小结;②设计收获体会意见或建议。5. 参考文献:如:[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用.科学出版社,2002.01.[2][3]6. 附:① 系统原理图;**设计报告格式:设计报告统一用A4纸打印,设计报告正文大标题用小三号宋体、小标题用四号宋体、内容用小四号宋体。报告从正文开始统一编页码、左侧装订。设计报告要求20页左右。
不同的论文要求也是不同的。要看你是平时的作业论文、毕业论文还是投稿论文。而且也要看你的论文内容,科学说明类和学术论述类也会有一定的不同之处。我现先说一下统一的要求吧:1、论文格式的论文题目:(下附署名)要求准确、简练、醒目、新颖。 2、论文格式的目录 目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录) 3、论文格式的内容提要: 是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。 4、论文格式的关键词或主题词 关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。 主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题分析,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。(参见《汉语主题词表》和《世界汉语主题词表》)。 5、论文格式的论文正文: (1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容: a.提出问题-论点; b.分析问题-论据和论证; c.解决问题-论证方法与步骤; d.结论。 6、论文格式的参考文献 一篇论文的参考文献是将论文在研究和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。 中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期) 英文:作者--标题--出版物信息 所列参考文献的要求是: (1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。 (2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。