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1 引言

“物競天擇，適者生存”是達爾文生物進化論的基本原理，揭示了物種總是向著更適應自然界的方向進化的規律。可見，生物進化過程本質上是一種優化過程，在計算科學上具有直接的借鑒意義。在計算機技術迅猛發展的時代，生物進化過程不僅可以在計算機上模擬實現，而且還可以模擬進化過程，創立新的優化計算方法，并應用到復雜工程領域之中，這就是遺傳算法等一類進化計算方法的思想源泉。

2 遺傳算法概述

遺傳算法是將生物學中的遺傳進化原理和隨[1]優化理論相結合的產物，是一種隨機性的全局優算法。遺傳算法不但具有較強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、適于并行處理等特點數學建模論文，是一種較好的全局優化搜索算法。在遺傳算法的應用中，由于編碼方式和遺傳算子的不同，構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，即通過對生物遺傳和進化過程中選擇、交叉、變異機理的模仿，來完成對問題最優解的自適應搜索過程。基于這個共同點，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，這種改進的或變形的遺傳算法，都是以其為基礎[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目的二進制串，該二進制串用來表示優化問題的滿意解。

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。

適應度(Fitness)：適應度是以數值方式來描述個體優劣程度的指標，由評價函數F計算得到。F作為求解問題的目標函數，求解的目標就是該函數的最大值或最小值。

遺傳算子(genetic operator)：產生新個體的操作，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挑選出的，參與繁殖下一代群體的一定數量的個體的一種機制龍源期刊。個體在下一代種群中出現的可能性由個體的適應度決定，適應度越高的個體，產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行基因模式的重組而產生后代個體的繁殖機制。在個體繁殖過程中，交叉能引起基因模式的重組，從而有可能產生含優良性能的基因模式的個體。交叉可以發生在染色體的一段基因串或者多段基因串。交叉概率（Pc）決定兩個個體進行交叉操作的可能性數學建模論文，交叉概率太小時難以向前搜索，太大則容易破壞高適應度的個體結構，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，隨機選擇個體的二進制串中的某些位進行由概率控制的變換（0與1互換）從而產生新的個體[2]。如果變異概率太小，就難以產生新的基因結構，太大又會使遺傳算法成了單純的隨機搜索，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，從而增加了群體進化過程中自然選擇的作用，避免早熟現象的出現。

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（）

操作結果：產生初始種群，初始化種群中的個體，包括生成個體的染色體值、計算適應度、計算對象值。

Selection（）

初始條件：種群已存在。

操作結果：對當前種群進行交叉操作。

Crossover（）

初始條件：種群已存在。

操作結果：對當前種群進行交叉操作。

Mutation（）

初始條件：種群已存在。

對當前種群進行變異操作。

PerformEvolution（）

初始條件：種群已存在且當前種群不是第一代種群。

操作結果：如果當前種群的最優個體優于上一代的最優本，則將其賦值給bestindi，否則不進行任何操作。

Output（）

初始條件：當前種群是最后一代種群。

操作結果：輸出bestindi的表現型以及對象值。

3 遺傳算法的缺點及改進

遺傳算法有兩個明顯的缺點：一個原因是出現早熟往往是由于種群中出現了某些超級個體，隨著模擬生物演化過程的進行，這些個體的基因物質很快占據種群的統治地位，導致種群中由于缺乏新鮮的基因物質而不能找到全局最優值；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找到最優值，而不能得到滿意的全局最優值[3]。為提高遺傳算法的搜索效率并保證得到問題的最優解，從以下幾個方面對簡單遺傳算法進行改進。

3.1編碼方案

因實數編碼方案比二進制編碼策略具有精度高、搜索范圍大、表達自然直觀等優點數學建模論文，并能夠克服二進制編碼自身特點所帶來的不易求解高精度問題、不便于反應所求問題的特定知識等缺陷，所以確定實數編碼方案替代SGA中采用二進制編碼方案[4]。

3.2 適應度函數

采用基于順序的適應度函數，基于順序的適應度函數最大的優點是個體被選擇的概率與目標函數的具體值無關，僅與順序有關[5]。構造方法是先將種群中所有個體按目標函數值的好壞進行排序，設參數β∈(0,1)，基于順序的適應度函數為：

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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度自動調整，在保持群體多樣性的同時保證了遺傳算法的收斂性。在自適應基本遺傳算法中，pc和pm按如下公式進行自動調整：

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（3）

式中：fmax為群體中最大的適應度值；fave為每代群體的平均適應度值；f′為待交叉的兩個個體中較大的適應度值；f為待變異個體的適應度值；此處，只要設定k1、k2、k3、k4為（0，1）之間的調整系數，Pc及Pm即可進行自適應調整。本文對標準的遺傳算法進行了改進，改進后的遺傳算法對交叉概率采用與個體無關，變異概率與個體有關。交叉算子主要作用是產生新個體，實現了算法的全局搜索能力。從種群整體進化過程來看，交叉概率應該是一個穩定而逐漸變小，到最后趨于某一穩定值的過程；而從產生新個體的角度來看，所有個體在交叉操作上應該具有同等地位，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）進行分析表明，適應度與交叉率和變異率呈簡單的線性映射關系。當適應度低于平均適應度時，說明該個體是性能不好的個體數學建模論文，對它就采用較大的交叉率和變異率；如果適應度高于平均適應度，說明該個體性能優良，對它就根據其適應度值取相應的交叉率和變異率龍源期刊。

當個體適應度值越接近最大適應度值時，交叉概率和變異概率就越小；當等于最大適應度值時，交叉概率和變異概率為零。這種調整方法對于群體處于進化的后期比較合適，這是因為在進化后期，群體中每個個體基本上表現出較優的性能，這時不宜對個體進行較大的變化以免破壞了個體的優良性能結構；但是這種基本遺傳算法對于演化的初期卻不利，使得進化過程略顯緩慢[6]。因為在演化初期，群體中較優的個體幾乎是處于一種不發生變化的狀態，而此時的優良個體卻不一定是全局最優的，這很容易導致演化趨向局部最優解。這容易使進化走向局部最優解的可能性增加。同時，由于對每個個體都要分別計算Pc和Pm，會影響程序的執行效率，不利于實現。

對自適應遺傳算法進行改進，使群體中具有最大適應度值的個體的交叉概率和變異概率不為零，改進后的交叉概率和變異概率的計算公式如式（4）和（5）所示。這樣，經過改進后就相應地提高了群體中性能優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，從而使得算法能夠從局部最優解中跳出來獲得全局最優解[7]。

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

3.4 種群的進化與進化終止條件

將初始種群和產生的子代種群放在一起，形成新的種群，然后計算新的種群各個體的適應度，將適應度排在前面的m個個體保留，將適應度排在后面m個個體淘汰數學建模論文，這樣種群便得到了進化[8]。每進化一次計算一下各個個體的目標函數值，當相鄰兩次進化平均目標函數之差小于等于某一給定精度ε時，即滿足如下條件：

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式中，為第t+1次進化后種群的平均目標函數值，為第t次進化后種群的平均目標函數值，此時，可終止進化。

3.5 重要參數的選擇

GA的參數主要有群里規模n，交叉、變異概率等。由于這些參數對GA性能影響很大，因此參數設置的研究受到重視。對于交叉、變異概率的選擇，傳統選擇方法是靜態人工設置。現在有人提出動態參數設置方法，以減少人工選擇參數的困難和盲目性。

4 結束語

遺傳算法作為當前研究的熱點，已經取得了很大的進展。由于遺傳算法的并行性和全局搜索等特點，已在實際中廣泛應用。本文針對傳統遺傳算法的早熟收斂、得到的結果可能為非全局最優收斂解以及在進化后期搜索效率較低等缺點進行了改進，改進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，得到了較好的優化結果。

參考文獻

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[2]王小平,曹立明.遺傳算法理論[M].西安交通大學出版社,2002:1-50,76-79.

[3]李敏強,寇紀淞,林丹,李書全.遺傳算法的基本理論與應用[M].科學出版社, 2002:1-16.

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

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

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[7]金晶,蘇勇.一種改進的自適應遺傳算法[J].計算機工程與應用,2005,41(18):64-69.

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2.豐富教學方法

由于實用經濟數學教學的目的和特點，就決定了運用傳統的，比較單一的授課模式，即講授式，是不可能達到理想的教學目標的。所以，在教學的過程中，要多種教學方法并用，尤其是能夠促進學生思考，激起學生興趣的教學方式，如討論式教學法、啟發式教學法等等，對于實用經濟數學教學中融入建模思想都是非常有益的。

3.改革學生成績評價機制，為社會輸送應用型專門人才

由于當下的教育中，對于考試成績的重視程度極高。然而，在實用經濟數學的考試中，卻在很大程度上側重于推理以及推理過程中的計算。這就使得教師以及學生在教學以及學習的過程中都過度的重視推理與計算。所以要想提高數學建模思想的在課堂中的滲透，必須要改變學生的成績評價機制，從而為我國培養更多的具有高強度思維能力的人才。

4.加強師資隊伍建設,培養應用型專門數學教師

由于現在的經濟數學教師在大學時接受的都是傳統的數學教育，依據他們現有的教育觀念和知識結構，很難真正實現上述三條措施，因此應大力加強經濟數學師資隊伍的建設。要加強教師的數學教育哲學、現代教育理論的學習，從根本上轉變教師的數學教學觀，要專門培養一批精通數學建模方法和數學軟件的使用、掌握經濟學基本知識、了解經濟問題。要想將數學建模思想很好的應用在實用經濟數學中，需要從教學的多個方面進行考慮。然而，以上也僅僅是實用經濟數學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用經濟數學的教學質量，并且將數學建模思想很好的應用在實用經濟數學中，顯然是遠遠不夠的。所以，對于實用經濟數學中融入數學建模思想的研究還需要數學教育領域的研究人士進行進一步的研究和思考。

篇（3）

概率論以及數學統計這門課程具有較強的實踐性，因此，在教學課程上，教師需要在教學的基本內容中加入更多的實例教學，幫助學生理解這門學科的基本知識點，加深學生對基本理論的記憶。例如：在講概率學中最基本的加法公式時，加入數學建模的基本思想，利用俗語“三個臭皮匠”的相關內容作為教學實例。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，可以將這種實際中的問題引入到數學概率論的教學中，從科學的概率論中證明這種想法是否正確。首先需要根據具體的問題建立相應的數學模型，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，得出結論三個臭皮匠順利解決問題存在的準確概率大于90%，這種概率大于諸葛亮獨自順利解決問題的概率，提出的問題被證實。在解決這一問題過程中，大部分學生都能夠在數學建模找到學習的樂趣，在輕松的課堂氛圍中學到了基本的概率學知識。這種教學方式更貼近學生的生活，有效的提高了學生學習概率論以及數學統計這一課程的興趣，培養學生積極主動的學習。

2.課設數學教學的實驗課

一般情況下，數學的實驗課程都需要結合數學建模的基本思想，將各種數學軟件作為教學的平臺，模擬相應的實驗環境。隨著科學技術的不斷發展，計算機軟件應用到教學中已經越來越普遍，一般概率論以及數學統計中的計算都可以利用先進的計算機軟件進行計算。教學中經常使用的教學軟件有SPSS以及MABTE等，對于一些數據量非常大的教學案例，比如數據模擬技術等問題，都能夠利用各種軟件進行準確的處理。在數學實驗的教學課程中，學生能夠真實的體會到數學建模的整個過程，提高學生的實際應用能力，促進學生自發的主動探索概率論以及數學統計的相關知識內容。通過專業軟件的學習和應用，增強學生實際動手以及解決問題的能力。

3.利用新的教學方法

傳統數學說教式的教學方法并不能取得較高的教學效果，這種傳統的教學也已經無法滿足現代教學的基本要求。在概率論以及數學統計的教學中融入數學建模的基本思想并采用新的教學方法，能夠有效的提高課堂教學效果。將講述教學與課堂討論相互結合，在講述基本概念時穿插各種討論的環節，能夠激發學生主動思考。啟發式教學法，通過已經掌握的知識對新的知識內容進行啟發，引導學生發現問題解決問題，自覺探索新的知識。案例教學法，實踐教學證明，這也是在概率論中融入數學建模基本思想最有效的教學方法。在學習新的知識概念時，首先引入適當的教學案例，并且，案例的選擇要新穎具有針對性，從淺到深，教學的內容從具體到抽象，對學生起到良好的啟發作用。學生在學習的過程中改變了以往被動學習的狀態，開始主動探索，案例的教學貼近學生的生活學生更容易接受。這種教學方法加深了學生對概率論相關知識的理解，發散思維，并利用概率論以及數學統計的基本內容解決現實中的實際問題，激發了學生的學習興趣，同時提高了學生解決實際問題的綜合能力。在運用各種新的教學方法時，應該更加注重學生的參與性，只有參與到教學活動中，才能夠真正理解知識的內涵。

4.有效的學習方式

對于概率論以及數學統計的相關內容在教學的過程中不能只是照本宣科，而數學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合，綜合利用。在實際的教學中，教師不應該一味的參照課本的內容進行教學，而是引導學生學會走出課本自主解決現實中的各種問題，鼓勵學生查閱相關的資料背景，提高學生自主學習的能力。在教學前，教師首先補充一些啟發式的數學知識，傳授教學中新的觀念以及新的學習方法，拓展學生的知識面。在進行課后的習題練習時，教師需要適當的引入一部分條件并不充分的問題，改變以往課后訓練的模式，注重培養學生自己動手，自己思考，在得到基本數據后，建立數學模型的能力。還可以在教學中加入專題討論的內容，鼓勵學生能夠勇敢的表達自己的想法和見解，促進學生之間的討論和交流。改變以往教師傳授知識，學生被動接受的學習方式，學會自主學習，自主探究，勇于提出自己的看法并通過理論知識的學習驗證自己的想法。有效的學習方式能夠調動學生學習的積極性，加深對知識的理解。

5.將數學建模的基本思想融入課后習題中

課后作業的練習是鞏固課堂所學知識的重要環節，也是教學內容中不可忽視的過程。概率論統計課程內容具有較強的實用性，針對這一特點，在教學中組織學生更多的參與各種社會實踐活動，重在實際應用所學的知識。對于課后習題的布置，可以將數學建模的思想融入其中，并讓這種思想真正的解決現實中的各種問題，在實踐中學會應用，不僅能夠鞏固課堂學到的理論知識，還能夠提高學生的實踐能力。例如：課后的習題可以布置為測量男女同學的身高，并用概率統計學的相關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，根據實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變化存在的內在關系等。在解決課后習題時，學生可以進行分組，利用團隊的合作共同完成作業的任務，通過實踐活動完成訓練。在學生完成作業的過程中，不僅領會到了數學建模的基本思想，還能夠將概率統計的相關知識應用到實際的問題中，并通過科學的統計和分析解決實際問題，培養了學生自主探究以及實際操作的綜合能力。

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作者：羅宗富 孟云鶴 湯國建 單位：國防科技大學航天與材料工程學院

航天器在平面型軌道上運行時，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生影響，而近旁轉向能夠將這些影響劇烈放大，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“浮動終點打靶法(FloatingEnd-PointTargeting)”［29］。給出了B平面的原理示意圖。算法設計的目標量為內圈或外圈飛行時間和指向等參數，建立了B平面參數與內外圈軌道參數之間的關系，如（式略）面向地/月系統逃逸或捕獲的平面型軌道除應用于空間環境監測外，平面型軌道還能夠輔助航天器在較低能耗情況下逃逸地－月系統或從日心軌道返回地－月系統實現捕獲［4，31］。ISEE-3任務中最先采用平面型軌道進行地－月系統逃逸，但未利用弱穩定邊界理論節約燃耗。Hanson等分析了利用單次和多次月球近旁轉向進行火星探測能夠增加的有效載荷，提出了將帶機動沖量的地球近旁轉向與平面型軌道相結合來設計火星轉移軌道的思路，并闡述了其能耗和窗口問題［32］。弱穩定邊界(WeakStabilityBoundary，WSB)理論最先是Belbruno為解決HITEN直接減速進入環月軌道的燃耗不足而提出來的，利用其設計的地－月低能轉移軌道比傳統的霍曼轉移方式燃耗更低，尤其是可以大幅降低月球捕獲段的制動能耗(計算表明:月球入軌能耗可以節約近40%)，代價是需要較長的轉移時間［31，33－34］。與此類似，通過設計航天器在WSB區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向作用(單次或多次)將上述能量變化進行適當放大，可以得到一類低能地－月系統逃逸或捕獲軌道。Uphoff在研究上述低能轉移軌道時，利用能量參數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，計算表明:采用這一思路能夠將發射能量C3低于5km2/s2的航天器加速到9．5km2/s2［35］。計算結果表明:在遠離地球的WSB區域僅需施加數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行任務設計的航天器。Kawaguchi等設計了其兩次月球近旁轉向的時機以及逃逸時的太陽方向角，得到了1998年執行火星探測任務的窗口，結果表明:航天器的能量參數C3額外增加2km2/s2［39］。Belló等也給出了類似結論，指出將這一思路應用于火星快車(MarsExpress)類任務時，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，操作復雜度提高等，但可以作為應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［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:近旁轉向后航天器的地心速度大小必須與月球繞地球運動的速度相同，且其地心偏心率與月球公轉軌道的偏心率一致，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進一步指出:航天器在外圈軌道運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，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還提出了多種改進形式，如反射Backflip型軌道，并給出了一組歸一化的初始參數［40］（參數略）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［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節軌道，可以作為物質和燃料的儲藏倉庫或執行空間交會對接任務［40］。需要說明的是:給出的軌道與圖1(b)中軌道不完全相同，區別在于白道面內軌道部分，這是針對具體任務的靈活處理，未改變Backflip型軌道的本質。如任務需要也可以讓兩次近旁轉向的面內軌道部分分別運行在月球軌道內側和外側，以便銜接近地和遠地空間。

在多個工程任務中得以應用。因此，開展相關方面的研究工作能夠為我國未來的深空探測任務(如嫦娥、夸父和螢火計劃)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)多體環境下各種攝動對雙月旁轉向軌道設計和穩定性的影響分析;(2)小推力轉移和變軌方式在雙月旁轉向軌道設計、制導和控制中的應用;(3)雙月旁轉向軌道在我國深空探測中的應用。

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2救生艙氧氣系統數學模型

為了估測救生艙氧氣系統的性能，首先需得到救生艙氧氣系統壓力P、氣體溫度T和氧氣系統參數的時間差t。依據氧氣系統結構該中含有一個壓力傳感器，可通過瓶體氧氣壓力進行讀數。由于該系統不含溫度傳感器，因此對正常氣密性下的某飛機1個月的108個數據點進行采集，完成對上述數據點氧氣壓力值、外界環境溫度以及駕駛艙內溫度的偏相關分析，從而得到瓶體內氣體的溫度。偏相關性分析通常應用于各種相關的變量中，清除其中的變量干擾后，得到兩兩變量之間的簡單相關關系。采用偏相關來分析消除氧氣系統本身的滲漏率干擾后，外界環境溫度與駕駛艙溫度對氣瓶壓力的相關性。通過偏相關對其進行研究可知，駕駛艙內溫度、外界環境溫度以及氧氣系統壓力參數和氧氣壓力的相關性。氧氣壓力值主要受外界溫度以及駕駛艙溫度的影響，并且受外界環境溫度的影響更大一些。基于來自空客的資料，可將瓶體內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。在通過點與點相比得到壓差的過程中，為了使點和點在同一標準下完成比較，通過理想氣體方程P1/T1=P2/T2，將壓力轉變成相同環境溫度下的壓力PS，各點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表示飛機著陸時間，t2表示為飛機起航時間。上述理想氣體方程還可應用于任一溫度下機組氧氣系統壓力的預測，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。因為飛行航段時間間隔較短，系統壓力值波動不大，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小時的點的壓力值來解決上述問題，假設間隔24小時的滲漏率用PL24表示，為了清除采樣過程中數據壞點的干擾，需完成對其的3天滾動平均，最終即可得到能夠體現系統性能特性的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天中點的總量。經以上處理后可基本得到研究機組氧氣性能的有關數據。而對氧氣系統效果的分析，和對氧氣使用時間的估計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計關系。主要通過其分析標態氧氣壓力值PS和氣瓶安裝時間To的統計關系。假設PS和To的關系滿足式(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表示待估計參數，_表示隨機干擾項，其主要體現了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，對性能分析不產生任何影響。該方法可完成氧氣系統性能的機隊排序，但是不能識別單機的性能惡化，僅可實現對未更換氧氣瓶以及充氧數據的監控。而對于時間段較長的機組氧氣性能改變的監測只能采用相互獨立樣本T檢驗的方法來完成，該方法能夠分析短期機組氧氣性能惡化的狀態。該方法先采集前后兩個時間段的PLavg24數據樣本，通過比較上述兩組數據的變化程度對機組氧氣系統出現惡化的時間段以及惡化程度進行判斷，該種方法不能完成整個機隊的氧氣系統性能排序。具體公式如下F=S21/S22(7)其中，S21表示上一時間段n項數據PLavg24的方差，S22表示下一時間段m項數據的方差，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F對兩組數據的差異性進行判斷，若檢測出兩組數據相似概率低于2．5%，則可判斷這兩組數據有顯著差異，從而基于兩組數據的均值對氧氣系統滲漏率的改便程度進行判斷。

3自抗擾控制器氧氣系統參數優化數學模型

遺傳算法是一種依據生物遺傳以及進化機制的適用于復雜系統改進的自適應概率改進算法。其模擬自然及遺傳時產生的選擇、交叉及變異等現象，從一個初始種群開始，在經過隨機選擇、交叉及變異處理后，得到一群更適應環境的個體，通過這樣不停的進行繁衍進化，最終可獲取到一群最適合環境的個體，從而得到失事飛機救生艙氧氣系統控制問題的最優解。

3．1考慮控制約束的自抗擾控制器參數優化設計目標函數的建立評價失事飛機救生艙氧氣系統性能的過程中，一般情況下會采用一個以失事飛機救生艙氧氣系統瞬時誤差e(t)為泛函的積分為目標函數，通過時間乘絕對誤差積分準則(ITAE)對系統的動態性能進行評價，以時間乘與誤差成績絕對值的積分為性能指標，用式(8)描述JITAE=∫#0t|e(t)|dt(8)如果只考慮失事飛機救生艙氧氣系統的動態特性，則給定的參數通常會造成氧氣控制過大，不能實現預期的控制效果。由于氧氣控制能量有限，所以將umax與umin作為一項重要的指標進行加權，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準，采用權重系數法獲取一個失事飛機救生艙氧氣系統性能的評價指標，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函數的最優極小值，需要將其轉化成極大值問題，因為J＞0，故取g=1=J。遺傳算法是一種自由選擇的算法，在進行迭代時一定會出現很多不可行染色體，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度函數可描述成: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改進遺傳算法自抗擾控制器氧氣系統參數整定過程在實際應用時遺傳算法會出現早熟收斂以及收斂效率低的現象，導致其不得不用很長的時間去尋找最優解。為了避免上述弊端，采用一種改進自適應混沌遺傳算法完成失事飛機救生艙氧氣系統參數的優化。該算法通過浮點數編碼，依據個體適應度值的排序完成對父體的選擇，并且結合了自適應交叉、自適應變異以及混沌移民，對失事飛機救生艙氧氣系統得參數整定，其遺傳算法整定流程圖用圖1描述。

3．2．1失事飛機救生艙氧氣系統參數的編碼通過經驗設定法整定跟蹤微分器、擴張狀態觀測器中飽和函數的冪指數a以及線性區域的邊界d。進行簡化操作后，遺傳算法的搜索區域以及不可行染色體的個數均降低了，效率得以提高。變量的數量越多，計算精度越高，二進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，可采用浮點數編碼。而自抗擾控制器涉及到的參數很多，同時區間分布廣，不適合采用二進制編碼，所以在確定失事飛機救生艙氧氣系統的參數時采用浮點數編碼。

3．2．2失事飛機救生艙氧氣系統參數初始種群的選取通過經驗設定法確定一組失事飛機救生艙氧氣系統參數。其中跟蹤微分器參數r可通過對象的響應速度來確定，和擴張狀態觀測器有關的各種參數可通過提到的動態失事飛機救生艙氧氣系統參數確定法來確定，非線性誤差狀態反饋失事飛機救生艙氧氣系統參數可通過PD控制器控制一個積分串聯型對象的參數來確定。失事飛機救生艙氧氣系統參數需符合下式:u＜Umax，u＞Umin，|e|＜E(12)在失事飛機救生艙氧氣系統參數附近大范圍隨機搜索符合式(12)的個體，直至得到的個體數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，提高了失事飛機救生艙氧氣系統參數整定的效率，如圖1所示。

4實驗驗證

為了驗證本文模型的有效性，需要進行相關的實驗分析。實驗將飛機失事后氣體壓力為150Pa，氣體溫度為28℃的救生艙氧氣系統作為仿真驗證對象。傳統控制模型與本文控制模型調節階躍響應仿真結果對比用圖2描述。傳統控制模型與本文控制模型氧氣濃度信號跟隨仿真結果對比用圖3描述。圖2分析圖2和圖3可得，本文控制模型與傳統控制模型相比，調節效率高，超調量小，達到了一個很好的控制效果。在系統運行的初始階段，本文控制模型的響應速度很快，在時間為25s左右時，艙內氧氣即達到人體能夠適應的安全范圍內，在300s內即達到穩定狀態;超調最大值也在18%—23．5%安全范圍內。在系統連續變動已知的時，本文控制模型與傳統控制模型相比，調節效率更高，超調幅值更小，可以穩定的保持在人體可接受范圍內。在系統達到穩定后，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，更小的超調達到穩定狀態，動態響應效果好。救生艙是一個多參數、強耦合的復雜系統。在系統運行過程中，任意參數的變化都會影響氧氣系統的模型結構，如飛機失事后救生艙氣體壓力變為180Pa，氣體溫度為30℃，則氧氣系統模型發生改變，此時傳統控制模型和本文控制模型階躍響應仿真結果對比用圖4描述。傳統控制模型與本文控制模型信號跟隨仿真結果對比用圖5描述。分析圖4和圖5可得，當氧氣系統模型改變后，本文控制模型變化不大，控制效果仍舊很好，而傳統的控制模型動態性能下降，超調量升高同時調節速度更慢。通過上述仿真結果可以看出，本文控制模型的調節速度快，超調量小，達到了很好的效果。在救生艙系統參數改變后，本文控制模型與傳統控制模型相比，有更好的自適應能力，使得系統氧氣濃度可以一直保持在人體可承受范圍內，有著更好的穩定性以及更高的調節效率。

篇（6）

2互動化營業廳信息集成需求分析

在互動化營業廳中各個專業應用以上信息系統，可改善營業廳服務環境，提升客戶服務質量。但任一專業僅依靠自身采集的信息無法獨立完成工作，例如：客戶服務專業需要業務支持專業提供客戶檔案信息以識別客戶身份；監控管理專業需要客戶服務和業務支持專業提供設備運行狀態，以實現對整個營業廳設備的統一監控。因此，需要在營業廳范圍內全面考慮信息交互，實現專業間信息雙向流動，互動化營業廳信息流如圖1所示。同時，各專業內部應用系統之間也存在信息雙向交互。支撐業務支持專業的自助服務設備管理系統和營銷系統需交互客戶檔案和業務辦理信息；監控管理專業的視頻監控系統、展廳設備中控系統和營業廳服務管理系統需交互設備狀態和視頻信息等。應用系統之間信息流如圖2所示。圖1互動化營業廳信息流Fig．1Informationflowofinteractivebusinesshall圖2應用系統信息流Fig．2Informationflowofapplicationsystem營業廳需要集成的信息可劃分為3類：檔案信息、業務信息和工況信息。檔案信息包括企業、人員、設備的基本檔案；業務信息描述每筆業務具體辦理情況，包括辦理時間、辦理人員、業務類型、評價結果等；工況信息包括營業廳環境工況、設備運行工況和視頻監控的現場工況。專業信息集成需求如圖3所示。由于各應用系統在營業廳發展的不同階段面向不同領域開發設計，數據模型和接口標準各不相同。因此，隨著系統種類的增多和復雜度的增加，全局范圍內的信息交叉重疊和數據孤島現象凸顯。圖2中各系統須面向箭頭另一端所指向的系統開發專用接口適配器，以完成數據模型的轉換，且無法方便地實現營業廳范圍內的信息交換和數據共享。此外，系統升級改造和數據模型變化會對相關系統產生影響，維護成本巨大。因此，實現系統間信息的有效集成需解決兩方面問題：一是建立統一的信息交換數據模型；二是形成有效的信息交互機制。

3信息建模及交互方式

IEC61970CIM是對電網元件模型組織處理的方式，其核心思想是面向對象、互操作和即插即用，能夠解決輸電環節信息集成問題［6－7］。目前，IEC61970CIM應用還未延伸到用電領域。本文參照IEC61970CIM的建模思想［8－10］，針對營業廳信息集成需求，將營業廳數據模型以分包的形式進行處理，并將其劃分為檔案包（Files）、業務包（Businesses）、設備包（Devices）、設施包（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系。圖4營業廳數據模型間的關系Fig．4Relationsamongdatamodelsofbusinesshall營業廳數據模型的分包內容如下。1）字典包：是數據單位的字典，定義了被其他任何包中任何類使用的屬性的數據類型（Data）。2）檔案包：建立了營業廳檔案模型，包括企業檔案類（EnterpriseFile）、營業廳檔案類（HallFile）、營業員檔案類（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，且依賴于字典包。3）業務包：建立了營業廳業務模型，包括業務咨詢類（Consultation）、費用繳納類（Payment）和業務辦理類（Management）。用于支持涉及業務的各種應用，如營銷系統、服務管理系統。業務包依賴于檔案包、量測包和字典包。4）設備包：建立了營業廳的設備模型，包括自助服務設備類（SelfServiceDev）、智能排隊設備類（QueueDev）、媒體設備類（ReleaseDev）、視頻監控設備類（VideoDev）等。定義設備的基本屬性和量測，用于各應用系統對設備的建模。設備包依賴檔案包、量測包和字典包。5）設施包：建立了營業廳的設施模型，包括客戶設施類（GuestFac）、營業人員設施類（AssistantFac）、展示設施類（ShowFac）、戶外設施類（OutdoorFac）等，用于對營業廳設施的信息化管理。設施包依賴于檔案包、量測包和字典包。6）量測包：描述了各應用間交換的動態量測數據的數據集合（MeasureSet）。對業務來說是業務量測數據集（BusiMeasureSet），包括時間、金額、滿意率等；對設備來說是設備量測數據集（DevMeasureSet），包括狀態量、數字量、浮點量等。量測包與業務包、設備包共同完成對業務、設備的動態描述。量測包依賴于字典包。信息與數據模型之間的對應關系如圖5所示。圖5信息與數據模型的對應關系Fig．5Correspondingrelationshipbetweeninformationanddatamodel圖4所示的3層層次關系構建出營業廳信息的基礎模型框架。營業廳運行過程中出現的新型數據對象可按需要添加到對應包中。業務包、設備包和設施包相互關聯，且依賴于檔案包和量測包，能夠使數據對象在交互信息時通過統一接口描述其具有共性的行為，且行為細節被接口內部實現所隱藏，使對象間的信息交互更為方便。而營業廳的數據對象均可由位于上層的業務包、設備包和設施包的基礎對象派生得出，并在子對象中豐富個性化屬性，完成對模型的完整描述。自助繳費終端模型見圖6。圖6中，由自助服務設備（SelfServiceDev）派生出自助繳費終端設備（SelfPayDev）子對象，并加入讀卡器、驗鈔機、打印機等自有屬性，而自助服務設備本身聚合了檔案包中的企業檔案對象、營業廳檔案對象、用電客戶檔案對象和業務包中的費用繳納對象、業務辦理對象，以及量測包中的業務量測數據集、設備量測數據集，建立了支持自助繳費終端業務和設備管理的完整信息模型。信息交互時利用工具導入導出信息模型，形成可擴展置標語言（XML）格式的模型信息文件，在營業廳采用面向服務架構（SOA）和基于企業服務總線（ESB）思想的局部信息總線實現各應用之間的信息交互。SOA是具有松耦合特點的組件模型，它從業務操作和工作流程的角度將應用相互聯系，通過在應用之間定義良好的接口及契約，使各應用以統一和通用的方式進行交互，且應用內部的改變和新應用的接入不會對其他應用產生顯著影響。例如：實際中，當營銷系統的業務流程和數據結構發生變化時，不會對使用用電客戶檔案、企業檔案等數據的自助服務設備管理系統、智能身份識別系統產生影響，有效減少了應用系統升級維護的工作量。ESB是SOA的消息傳遞架構，可提供事件驅動和文檔導向等處理模式，以及分布式運行管理機制。利用基于ESB技術的局部信息總線可實現營業廳應用間不同消息和信息的準確、高效和安全傳遞。例如：自助服務設備管理系統中，自助服務終端設備的增減以及終端內部結構的變化可通過局部信息總線以消息方式及時通知服務管理系統和營銷系統。基于SOA架構和ESB總線技術的信息交互方式如圖7所示。

篇（7）

藍牙技術是一項新興的技術。它的主要目的是在全世界建立一個短距離的無線通信標準。它使用2.4GHz～2.5GHz的ISM（IndustrionScientifcMedical）頻段來傳送話音和數據。運用成熟、實用、先進的無線技術來代替電纜，它提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動設備通過微微網PAN（PersonalAreaNetwork）連接起來，諸如：計算機系統、家庭影院系統、無繩電話系統、通信設備等，相互通信，實現資源共享。藍牙技術支持多種電子設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；每當一個嵌入了藍牙技術的設備發覺另一同樣嵌入藍牙技術的設備，它們就能自動同步，相互通信，實現資源共享。

1藍牙的結構體系

藍牙協議棧的體系結構如圖1所示。它是由底層硬件模塊，中間層和高端應用層三大部分組成。

1.1藍牙的底層模塊

底層模塊是藍牙技術的核心模塊，所有嵌入藍牙技術的設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，實現數據流的過濾和傳輸；它主要定義了工作在此頻段的藍牙接收機應滿足的需求；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），負責跳頻和藍牙數據及信息幀的傳輸，且對所有類型的數據包提供了不同層次的前向糾錯碼FEC（FrequencyErrorCorrection）或循環沉余度差錯校驗CTC（CyclicRedundancyCheck）；LMP層負責兩個或多個設備鏈路的建立和拆除及鏈路的安全和控制，如鑒權和加密、控制和協商基帶包的大小等，它為上層軟件模塊提供了不同的訪問入口；藍牙主機控制器接口HCI（HostCntrollerInterface）由基帶控制器、連接管理器、控制和事件寄存器等組成。它是藍牙協議中軟硬件之間的接口，提供了一個調用下層BB、LM、狀態和控制寄存器等硬件的統一命令，上、下兩個模塊接口之間的消息和數據的傳遞必須通過HCI的解釋才能進行。HCI層以上的協議軟件實體運行在主機上，而HCI以下的功能由藍牙設備來完成，二者之間通過傳輸層進行交互。

1.2中間協議層

中間協議層由邏輯鏈路控制與適配協議L2CAP（LogicalLinkControlandAdaptationProtocol）、服務發現協議SDP（ServiceDiscoveryProtocol）、串口仿真協議或稱線纜替換協議（RFCOM）和二進制電話控制協議TCS（TelephonyControlprotocolSpectocol）組成。L2CAP是藍牙協議棧的核心組成部分，也是其它協議實現的基礎。它位于基帶之上，向上層提供面向連接和無連接的數據服務。它主要完成數據的拆裝、服務質量控制、協議的復用、分組的分割和重組（SegmentationAndReassembly）及組提取等功能。L2CAP允許高達64KB的數據分組。SDP是一個基于客戶/服務器結構的協議。它工作在L2CAP層之上，為上層應用程序提供一種機制來發現可用的服務及其屬性，而服務屬性包括服務的類型及該服務所需的機制或協議信息。RFCOMM是一個仿真有線鏈路的無線數據仿真協議，符合ETSI標準的TS07.10串口仿真協議。它在藍牙基帶上仿真RS-232的控制和數據信號，為原先使用串行連接的上層業務提供傳送能力。TCS是一個基于ITU-TQ.931建議的采用面向比特的協議，它定義了用于藍牙設備之間建立語音和數據呼叫的控制信令（CallControlSignalling），并負責處理藍廾設備組的移動管理過程。

1.3高端應用層

高端應用層位于藍牙協議棧的最上部分。一個完整的藍牙協議棧按其功能又可劃分為四層：核心協議層（BB、LMP、LCAP、SDP）、線纜替換協議層（RFCOMM）、電話控制協議層（TCS-BIN）、選用協議層（PPP、TCP、TP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）。而高端應用層是由選用協議層組成。選用協議層中的PPP（Point-to-PointProtocol）是點到點協議，由封裝、鏈路控制協議、網絡控制協議組成，定義了串行點到點鏈路應當如何傳輸因特網協議數據，它要用于LAN接入、撥號網絡及傳真等應用規范；TCP/IP（傳輸控制協議/網絡層協議）、UDP（UserDatagramProtocol對象交換協議）是三種已有的協議，它定義了因特網與網絡相關的通信及其他類型計算機設備和設備之間的通信。藍牙采用或共享這些已有的協議去實現與連接因特網的設備通信，這樣，既可提高效率，又可在一定程度上保證藍牙技術和其它通信技術的互操作性；OBEX（ObjectExchangeProtocol）是對象交換協議，它支持設備間的數據交換，采用客戶/服務器模式提供與HTTP（超文本傳輸協議）相同的基本功能。該協議作為一個開放性標準還定義了可用于交換的電子商務卡、個人日程表、消息和便條等格式；WAP（WirelessApplicationProtocol）是無線應用協議，它的目的是要在數字蜂窩電話和其它小型無線設備上實現因特網業務。它支持移動電話瀏覽網頁、收取電子郵件和其它基于因特網的協議。WAE(WirelessApplicationEnvironment)是無線應用環境，它提供用于WAP電話和個人數字助理PDA所需的各種應用軟件。

2藍牙硬件的實現

藍牙的技術規范除了包括協議部分外還包括藍牙的應用部分（即應用模型）。在實現藍牙的時候，一般是將藍牙分成兩部分來考慮，其一是軟件實現部分，它位于HCI的上面，包括藍牙協議棧上層的L2CAP、RFCOMM、SDP和TCS以及藍牙的一些應用；其二是硬件實現部分，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中標示出。下面討論藍牙硬件模塊的結構與性能。

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

（1）藍牙基帶控制器

藍牙基帶控制器是藍牙硬件模塊的關鍵模塊。它主要由鏈路控制序列發生器、可編程程序列發生器、內部語音處理器、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，實現藍牙基帶部分的所實時處理功能，包括負責對接收bit流進行符號定時提取的恢復；分組頭及凈荷的循環沉余度校驗（CRC）；分組頭及凈荷的前向糾錯碼（FEC）處理和發送處理；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（諸如數據路徑RAM客戶接口、微處理器接口、脈碼調制接口（PCM）等。

（2）無線收發器模塊

無線收發器是藍牙設備的核心，任何藍牙設備都要有無線收發器。它與用于廣播的普通無線收發器的不同之處在于體積小、功率小（目前生產的藍牙無線收發器的最大輸出功率只有100mW、2.5mW、1mW三種）。它由鎖相環、發送模塊和接收模塊等組成。發送部分包括一個倍頻器，且直接使用壓控振蕩器調制（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。無線收發器的主要功能是調制/解調、幀定時恢復和跳頻功能同時完成發送和接收操作。發送操作包括載波的產生、載波調制、功率控制及自動增益控制AGC；接收操作包括頻率調諧至正確的載波頻率及信號強度控制等。

（3）微處理器（CPU）

CPU負責藍牙比特流調制和解調所的所有比特級處理，且還負責控制收發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的運行空間，在作時把Flash中的軟件調用SRAM中。

（5）語音編/解碼器CODEC（CoderDecoder）

語音編/解碼器CODEC由ADC（數模轉換器）、模數轉換口（ADC）、數字接口、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）即連續可變斜率增量調制及對數PCM（PulseCodedModulation）即脈碼調制兩種編碼方式。

（6）藍牙測試模塊

它是由DUT（DeviceUnderTest）即被測試模塊與測試設備及計量設備組成。一般測試設備被測試設備構成一個微微網，測試設備是主節點，DUT是從節點。測試設備對整個測試過程進行控制，其主要功能提供無線層和基帶層的認證和一致性規范，同時還管理產品的生產和售后測試。

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

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

3TR0700單芯片介紹

RT0700單芯片是Transilica公司的藍牙產品，其結構如圖3所示。它把無線收發器與基帶都集成到一塊CMOS芯片上，替代傳統的串行語音和通用串行接口電纜，為語音和數據業務提供無線連接。

3.1結構及工作原理

RT0700單芯片由收發器、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器（UART）、4KB的靜態隨機存儲器（SRAM）、64KB的Flash程序存儲器等組成。

收發器由低噪放大器（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低噪放大器（LNA）放大后，送至多級濾波器，多級濾波器具有預選擇功能，它把LAN的輸出信號限制在2.4GHz的ISM頻段內，去除負頻率成分，輸出適合進行下變頻處理的信號。I、Q混頻器把藍牙頻段的信號移頻至低中頻（IF）傳輸的調制信號。復合濾波器負責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從IF信號中取出藍牙低調制指數信號；發送器由發送濾波器、頻率合成器、功率放大器、振蕩器、天線等組成。其工作原理是：發送濾波器是一個高斯數字濾波器，它對發送環Tx輸入的數據進行數字過濾；振蕩器的功能是驅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，減少負載變化對合成器的影響；發送天線：當使用差分輸入的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現藍牙協議棧。它具有一增強的指令集、二級數據指針、擴展的SRAM和雙UART。在TR0700中對一些重復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現，這樣能降低處理器的開銷，有效地提高響應性能。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的外部中斷INT3等。RT0700的基帶操作有三種模式可供選擇：數據/地址、端口、測試。

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摘要 (200-300字，包括模型的主要特點、建模方法和主要結果。)

關鍵詞(求解問題、使用的方法中的重要術語) 內容較多時最好有個目錄

1。問題重述

2。問題分析

3。模型假設與約定

4。符號說明及名詞定義

5。模型建立與求解 ①補充假設條件，明確概念，引進參數; ②模型形式(可有多個形式的模型);

6。進一步討論(參數的變化、假設改變對模型的影響)

7。模型檢驗 (使用數據計算結果，進行分析與檢驗)

8。模型優缺點(改進方向，推廣新思想)

9。參考文獻及參考書籍和網站

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

小經驗：

1。隨時記下自己的假設。有時候在很合理的假設下開始了下一步的工作，就應該順手把這個假設給記下 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謹。

2。隨時記錄自己的想法，而且不留余地的完全的表達自己的思想。

篇（9）

ABCD分值: 5分 查看題目解析 >88.設拋物線的焦點為，點為上一點，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，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，則的單調遞增區間是( )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.設函數是定義在上的函數的導函數,.當時，,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.設復數滿足,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。簡答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17已知數列的前項和，其中為常數，17.求的值及數列的通項公式；18.若，求數列的前項和.分值: 12分 查看題目解析 >18為了響應我市“創建宜居港城，建設美麗莆田”，某環保部門開展以“關愛木蘭溪，保護母親河”為主題的環保宣傳活動，將木蘭溪流經市區河段分成段，并組織青年干部職工對每一段的南、北兩岸進行環保綜合測評，得到分值數據如下表：

19.記評分在以上（包括）為優良，從中任取一段，求在同一段中兩岸環保評分均為優良的概率；20.根據表中數據完成下面莖葉圖；

21.分別估計兩岸分值的中位數，并計算它們的平均值，試從計算結果分析兩岸環保情況，哪邊保護更好.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, ，，

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P，點、分別為橢圓的左、右頂點，直線交于點，是等腰直角三角形，且.24.求的方程；25.設過點的動直線與相交于、兩點，當坐標原點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26.設函數當 時，討論零點的個數；27.若過點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在直角坐標系中，圓的方程為.在以坐標原點為極點,軸正半軸為極軸的極坐標系中,直線的極坐標方程為.28.寫出圓的參數方程和直線的普通方程;29.設點位圓上的任一點,求點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.30.求不等式的解集;31.設的最小值為,若的解集包含,求的取值范圍.23 第(1)小題正確答案及相關解析正確答案

詳見解析.解析

解： ，當時，由得，解得，所以，當時，由得，所以無解，當時，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、分類討論的數學思想，屬于基礎題.解題思路

將絕對值函數展開成分段函數再分類討論函數解的可能性即可.易錯點

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

詳見解析.解析

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

篇（10）

首先，建設工程的項目技術負責人應該具備一定的技術專業知識，能夠看懂圖紙，且對施工過程中的技術內容能夠發表自己的意見，同時技術負責人應該仔細審查圖紙，對圖紙中模糊的地方進行標記，為二次審圖提供便利。第二，技術人員在審圖時還應對圖中存在的問題進行快速掌握，然后開討論會進行共同商量，并針對問題提供可行的解決方案。第三，建筑工程技術人員應對高度和尺寸進行初步設計，并針對項目編制專項施工方案。第四，規模較大的支模方案應經過技術專家進行論證并通過，方案應經技術負責人最后審批在進行實施。

1.2施工人員準備

高支模板施工前應做好施工人員準備，應做到項目部管理人員合理有效分工。具體人員準備應做到以下幾點。第一，項目技術負責人應根據獲得批準和通過的方案與項目管理和施工人員及時對技術要求進行溝通交流，同時還應對項目部的技術水平進行考核，以確保質量達標。第二，項目木工長應對工程中涉及的技術進行相關傳授并對工程的實施進行監督；工程竣工時應考察是否達到驗收標準。第三，項目專職質檢員要及時檢查工程質量，質量不合格的應勒令其施工人員及時修改，尤其是要對項目中使用的材料進行嚴格考核以確保其達標。第四，項目測量員認真負責工程的測量工作。第五，項目專職安全員應對將要竣工的項目及時履行檢查職責，對項目不合格地方盡快做出調整。如果項目中存在支架時安全員也應對其進行檢查，以免漏掉。

1.3施工材料準備

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。相關負責人在對施工材料進行購買前，應對材料的出產廠家進行仔細考察，同時進場檢驗鋼管、扣件的規格，確保其規格與施工設計方案一致，高要求地保證施工質量。

2、建筑工程模板支撐體系構造設計要求

2.1一些經常被忽略設計要求

第一，設置的立桿間距難以保證水平橫桿貫通。設計模板支撐系統的時候,要按水平構件的尺寸大小對荷載進行計算,再分別對立桿間距進行準確的確定。如果板下立桿間距和主、次梁不一致時、縱橫不成行時,因為構造上的不足,水平橫桿不能縱橫貫通,就會削弱架體整體的穩定性。但是如果在設計方案時,依據荷載的大小,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進行核定,對于板下的立桿間距,應選為梁下的整數倍，這樣才可做到水平橫桿的完全貫通，提高架體的整體穩定性。第二，邊梁下的模板系統缺乏有具體詳細且具有針對性的節點圖。高層建筑框架梁下的模板系統邊緣多為臨空面,一旦在設計方案時不充分重視,會導致施工工人把支撐桿聯接到外腳手架上,對模板支撐系統和外腳手架和帶來一定的安全隱患。第三，連墻桿的結構特點和設置方式不符合要求,給實際操作帶來不便。大部分工程的幾個面或某一面沒有剪力墻,多數沒根據工程特點設計方案,不具有針對性的，應對連墻桿的連接措施和連接部位進行規定。第四，容易對后澆帶結構特點進行忽略,對主體結構施工質量和安全帶來影響。對高支模施工方案進行編制時,應對澆帶的結構特點進行綜合考慮,并在后澆帶處設置獨立的支撐帶,同時在進行連續施工時,逐一對應設置上下層的立桿。第五，忽略頂部支撐點的設計要求。立桿頂部最好設置支托板,且與支架層頂橫桿高度距離最好不要大于400毫米。當頂部支撐點在頂層橫桿時,應向立桿靠近,最好不要超過200毫米。

2.2高支模板施工時應注意的構造要求

高支模板施工時應注意兩方面的構造要求。第一，應全面對支撐架搭設的要求進行了解并掌握。搭設時應嚴格按照設計尺寸進行,水平桿和立桿的接頭應在不同的框格層中全部錯開進行設置；對于橫桿的水平偏差和立桿的垂直偏差應確保小于扣件架的規范要求；對于鋼管和扣件的質量應該和扣件架規范要求符合；設計地基結構層支座時應該符合承載力要求。第二，應注意整體性構造層的構造要求。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,應該對雙向水平加強層或整體性單向進行設置；對單向水平加強層設置剪刀撐或水平斜桿時應按照每4至6米沿水平結構層進行設置；在支撐的中部和頂部每隔10至15米設置雙向水平加強層；時刻確保高支撐架的底部和頂部必需設置水平加強層。