基本信息
- 項目名稱：
- 智能控制照明電路的設(shè)計與研究
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 針對大學(xué)生自習(xí)室照明電路存在嚴重的電量浪費問題，提出智能控制控制照明電路的設(shè)計與研究，主要用模糊數(shù)學(xué)、0-1整數(shù)規(guī)劃和優(yōu)化的思想對高校自習(xí)室進行優(yōu)化管理，建立適當?shù)臄?shù)學(xué)模型！為了使模型更具有說服力，我們收集河南理工大學(xué)三號基礎(chǔ)教學(xué)樓的實際數(shù)據(jù)進行驗證，最終進一步說明了模型的可靠性及能源浪費的現(xiàn)狀。
- 詳細介紹：
- 針對大學(xué)生自習(xí)室照明電路存在嚴重的電量浪費問題，提出智能控制控制照明電路的設(shè)計與研究，主要用模糊數(shù)學(xué)、0-1整數(shù)規(guī)劃和優(yōu)化的思想對高校自習(xí)室進行優(yōu)化管理。 綜合考慮自習(xí)室的利用效率及學(xué)生的滿意度，運用概率論中的期望計算出平均每個學(xué)生上自習(xí)時占的座位數(shù)為3；運用逆向思維定義了自習(xí)室的利用效率 ，即來上自習(xí)學(xué)生總共想占的座位數(shù)就是該自習(xí)室的有效利用座位數(shù)，其中 ；然后應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的思想確定了學(xué)生滿意度的隸屬函數(shù)，結(jié)合心理學(xué)因素進而確定出學(xué)生的滿意度函數(shù)。結(jié)論是，建議每個學(xué)生上自習(xí)時最多占3個位。 在模擬數(shù)據(jù)的計算中，運用0-1整數(shù)規(guī)劃模型對自習(xí)室的開放進行優(yōu)化管理。即在學(xué)生基本滿意的條件下開放盡量少的座位數(shù)，使得整個教學(xué)樓的利用效率達到最高。根據(jù)每個座位平均的耗電量 (度)，求得一周總節(jié)電量為91735.83 (度)。 對教室在每一時刻開放與否，得出了一個智能控制系統(tǒng)，并對自習(xí)室開放管理的每個環(huán)節(jié)的具體實施過程進行了分析。 本文的優(yōu)點是在對自習(xí)室進行分配時綜合考慮到自習(xí)室的利用效率和學(xué)生的滿意度；在計算用電量時巧妙的定義了每個座位的耗電量，簡化了模型；并對更有效的節(jié)電方法敢于大膽的猜想；最后模型能夠在醫(yī)院、圖書館等公共場合應(yīng)用與推廣。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫的目的：主要為了解決自習(xí)室照明用電浪費的問題，提出合理開放自習(xí)室方案，達到節(jié)能的目的。 基本思路：首先用逆向思維定義自習(xí)室的利用效率，運用模糊數(shù)學(xué)得到學(xué)生的滿意度模型，運用0-1規(guī)劃得到優(yōu)化的自習(xí)室開放模型，最后通過構(gòu)想得出一個智能控制系統(tǒng)。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 科學(xué)性：“教室檢測控制單元---樓層控制單元---CAN總線---中央計算機單元”智能控制實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及運算。 先進性：將自習(xí)室開放問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，根據(jù)自習(xí)室的利用效率與學(xué)生的滿意度相互結(jié)合建立模型。 獨特之處：采用逆向思維定義的利用效率有大與1的可能
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 應(yīng)用價值：此照明電路的模型不僅適用于高校的大學(xué)生自習(xí)室，還有餐廳、醫(yī)院、圖書館等很多公共場所。 現(xiàn)實意義：智能教學(xué)樓控制系統(tǒng)的設(shè)計的實現(xiàn)了教室照明用電設(shè)備的合理使用，節(jié)約能源及改善教學(xué)管理，提高教室的使用效率。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 針對大學(xué)生自習(xí)室照明電路存在嚴重的電量浪費問題，提出智能控制控制照明電路的設(shè)計與研究，主要用模糊數(shù)學(xué)、0-1整數(shù)規(guī)劃和優(yōu)化的思想對高校自習(xí)室進行優(yōu)化管理。 綜合考慮自習(xí)室的利用效率及學(xué)生的滿意度，運用概率論中的期望計算出平均每個學(xué)生上自習(xí)時占的座位數(shù)為3；運用逆向思維定義了自習(xí)室的利用效率 ，即來上自習(xí)學(xué)生總共想占的座位數(shù)就是該自習(xí)室的有效利用座位數(shù)，其中 ；然后應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的思想確定了學(xué)生滿意度的隸屬函數(shù)，結(jié)合心理學(xué)因素進而確定出學(xué)生的滿意度函數(shù)。結(jié)論是，建議每個學(xué)生上自習(xí)時最多占3個位。 在模擬數(shù)據(jù)的計算中，運用0-1整數(shù)規(guī)劃模型對自習(xí)室的開放進行優(yōu)化管理。即在學(xué)生基本滿意的條件下開放盡量少的座位數(shù)，使得整個教學(xué)樓的利用效率達到最高。根據(jù)每個座位平均的耗電量 (度)，求得一周總節(jié)電量為91735.83 (度)。 本文的優(yōu)點是在對自習(xí)室進行分配時綜合考慮到自習(xí)室的利用效率和學(xué)生的滿意度；在計算用電量時巧妙的定義了每個座位的耗電量，簡化了模型；并對更有效的節(jié)電方法敢于大膽的猜想；最后模型能夠在醫(yī)院、圖書館等公共場合應(yīng)用與推廣。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 作品選題切合實際，解決問題方法切實可行，思路清晰，設(shè)計方案全面具體，能夠很好地解決自習(xí)室節(jié)能節(jié)電的目的，且對學(xué)生滿意度等同系處理恰當。結(jié)果及方法可推廣應(yīng)用，適合公共場所節(jié)電管理。
參考文獻
- [參考文獻] [1] 韓中庚，數(shù)學(xué)建模方法及應(yīng)用，北京：高等教育出版社，2005。 [2] 河南理工大學(xué)數(shù)信學(xué)院，數(shù)學(xué)建模優(yōu)秀論文集，2008。 [3] 劉衛(wèi)國，MATLAB程序設(shè)計與應(yīng)用，北京:高等教育出版社，2006。 [4] 盛驟，《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》，北京：高等教育出版社，2004
同類課題研究水平概述
- 隨著能源的日益緊張，以及石油、煤炭、天然氣等資源帶來的社會和環(huán)境問題的日益突出，黨和國家對節(jié)能工作的重視程度不斷地提高，從“十一.五”將其列入工作重點到全國人民大會通過的《中華人民共和國節(jié)約能源法》，并提出“建設(shè)節(jié)約型社會”的口號，全國高校也積極響應(yīng)，紛紛提出“建設(shè)節(jié)約型高?！钡目谔?，高校節(jié)能工作也在全國各地蓬勃發(fā)展起來，大學(xué)生作為未來祖國的接班人養(yǎng)成節(jié)約的意識意義顯得更加的重大。 作為大學(xué)生自由時間較多，很多大學(xué)生會選擇在適當?shù)臅r間選擇去自習(xí)室，學(xué)校為了滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)的需求而開放大量的自習(xí)室供學(xué)生使用。因此造成白天長明燈，晚上無人也開燈，人少燈全開。雖然照明用電的功率不算太大，但是由于基數(shù)較大、時間長導(dǎo)致耗電量極大。從而帶來電力方面的極其浪費的現(xiàn)狀。
