【建模教程】-dSPACE建模相關(guān)規(guī)范

----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----模型參數(shù)參數(shù)初始化MATLABMdSPACE數(shù)據(jù)詞典。目的正確的模型初始化。備注SimulinkM文件處理這些參dSPACE數(shù)據(jù)詞典，不僅可以用來指定參數(shù)值，而且可以用作代碼生成設(shè)置。實例圖79中所示為在一個M文件中對模型參數(shù)進(jìn)行初始化。圖79使用M文件對Simulink模型中的模塊參數(shù)進(jìn)行初始化模塊參數(shù)的定義顯示Simulink模型中進(jìn)行模塊參數(shù)設(shè)置時應(yīng)該不包含任何代數(shù)表達(dá)式并且最----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----用參數(shù)的外觀，例如使用橙色背景。目的模塊參數(shù)的初始化，正確的框圖顯示。備注實例圖80所示為一個校準(zhǔn)參數(shù)的正確設(shè)置。圖80應(yīng)該指定單個模塊中應(yīng)用參數(shù)的外觀，例如使用一種特殊顏色。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----名字空間為了支持MATLAB/Simulink/Stateflow指定的名字空間，對所有標(biāo)示符使用命名規(guī)范是很有幫助的。本章針對這些命名規(guī)范提出了一些建議。常規(guī)命名規(guī)則（應(yīng)該是有效ANSICa-z,A-Z,0-9和下劃線。首字31個字符中應(yīng)該是唯一的并且應(yīng)不同于下列關(guān)鍵字：auto,break,case,catch,char,const,continue,default,do,double,else,elseif,end,enum,extern,float,for,function,global,goto,if,int,long,otherwise,persistent,register,return,short,signed,sizeof,static,struct,switch,try,typedef,union,unsigned,void,volatile,while.目的命名規(guī)則，避免命名沖突。備注TargetLinkSimulink模型進(jìn)行代碼生成。C標(biāo)識符。TargetLink Production Code Generation Guide[1],TargetLinkLimitations,GeneralLimitations,Reservedidentifiers保留的系統(tǒng)頭文件名字子系統(tǒng)名字應(yīng)該區(qū)別于 TargetLink 系統(tǒng)頭文件名如 tl_types,tl_target_types,tllimits,dsfxp_a,dsfxp_c或者任何其它編譯器或標(biāo)準(zhǔn)庫。目的命名規(guī)則，避免命名沖突，遵循MISRA11備注本規(guī)則用以確保生成代碼的正確性。TargetLink Production Code Generation Guide[1],TargetLinkLimitations,GeneralLimitations,ReservedIdentifiers----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----5.注釋和單位本章中所涉及到的規(guī)范應(yīng)該被視作如何對模型中的一部分進(jìn)行恰當(dāng)注釋的范例。這確保了模型文件的正確性，并簡化了評論和維護(hù)。頂層的注釋SimulinkSimulink庫添加注釋，用以描述其功能。如果附加的注釋可以使模型更易理解，可以將其置于模型內(nèi)部的適當(dāng)位置。目的正確的文檔。備注注釋的目的是簡化評論和維護(hù)，并且提高模型的易理解性。實例圖81所示為正確的模型注釋。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----模塊特性中的注釋

圖81正確的模型注釋----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----所提供的所有注釋都應(yīng)該是有效的ANSIC注釋且不包括/*和*/符號。特別值得注意的是，本規(guī)則中排除了使用/*和*/，以及umlaut和特殊字符。目的----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----利用TargetLink的子序列代碼生成。備注該規(guī)則確保位于模塊層的注釋可以轉(zhuǎn)換成有效的C注釋。接口注釋為了更易理解，可以在輸入端口和輸出端口的 Block Propperties 中的Description處對各個模塊的接口信息進(jìn)行描述。目的正確的接口和數(shù)據(jù)文檔。備注Description處的內(nèi)容有助于簡化評論和維護(hù)。實例圖82所示為一個正確的接口描述實例。圖82輸出端口模塊的正確接口注釋----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----單個模塊和信號的注釋DscriptionTargetLinkTargetLink模塊的Codecomment和Blockcomment處。目的正確的文檔。備注Dscription處的內(nèi)容有助于簡化評論和維護(hù)。實例圖83所示為一個正確的信號描述實例。圖83 正確的模塊注釋，例如，對一個Gain模塊----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----模塊參數(shù)和信號的單位模塊參數(shù)和信號的單位應(yīng)該在模塊特性的Description處予以指定。目的正確的文檔。備注單位的說明有助于分析模型的功能。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----6．版面設(shè)計問題信號流目的建議一個透明、標(biāo)準(zhǔn)化的版面設(shè)計規(guī)則。備注該規(guī)范有助于簡化評論和維護(hù)。信號線目的建立一個透明、標(biāo)準(zhǔn)化的版面設(shè)計規(guī)則。備注該規(guī)范幫助簡化了評論和維護(hù)。ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkandStateflowV1.00[8],信號和總線的顯示應(yīng)該在信號和總線的始端或其它合適的位置標(biāo)注上名字用以顯示名字和相關(guān)的信號。目的建立一個透明、標(biāo)準(zhǔn)化的版面設(shè)計規(guī)則。備注該規(guī)范幫助簡化了評論和維護(hù)以及更進(jìn)一步的處理。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],非標(biāo)量信號FormatWidenonscalarlines選項中指定信號的維數(shù)。目的建立一個透明、標(biāo)準(zhǔn)化的版面設(shè)計規(guī)則。備注該規(guī)范幫助簡化了評論和維護(hù)。ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],模塊的顯示AttributeFormatStringBlockAnnotation予以顯示。模塊名字應(yīng)該置于模塊的正下方。目的建立一個透明、標(biāo)準(zhǔn)化的版面設(shè)計規(guī)則。備注該規(guī)范幫助簡化了評論和維護(hù)。ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],實例圖84所示為值得顯示的一些重要模塊參數(shù)。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享--------宋停云與您分享--------宋停云與您分享----字體和字體大小

圖84正確的模塊注釋----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----Aria。目的建立一個透明、標(biāo)準(zhǔn)化的版面設(shè)計規(guī)則。備注該規(guī)范幫助簡化了評論和維護(hù)。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----ControllerStyleGuidelinesforProductionIntentUsingMATLAB,SimulinkStateflowV1.0.0[8],----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----7．仿真參數(shù)Simulink中的一個正確的仿真要求對每一個模型具有合適的仿真參數(shù)（ConfigurationParametersSimulation目錄下Solver設(shè)置SolverFixed-stepMode:SingletheFixedstepsize應(yīng)該根據(jù)要求的精度進(jìn)行設(shè)置。目的正確的模型仿真。備注Type:Fixed-step選項使得仿真以基本定步長大小運行。Mode:SingleTasking選項確保多分枝模型在沒有引入速度傳輸模塊情況下的正確仿真。如果plant模型要求仿真具有自適應(yīng)步長大小，必須選擇solver選項。實例圖85所示為仿真參數(shù)/Solver的正確設(shè)置。圖85 Solver設(shè)置----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----診斷設(shè)置ConsistencycheckingBoundscheckingnone。Configuration選項：Algebraicloop:ErrorBlockpriorityviolation:ErrorSingleTaskratetransition:WarningCheckforsingularmatrix:WarningUnderspecifieddatatypes:WarningUnneededtypeconversion:NoneVector/Matrixconversions:WarningSignallabelmismatch:WarningUnconnectedblockinput:ErrorUnconnectedblockoutput:ErrorUnconnectedline:Error目的正確的診斷功能。備注ConsistencycheckingBoundscheckingS函數(shù)并且可能顯著增加仿真時間。為了避免函數(shù)建模錯誤選擇Configuration選項可以對信號進(jìn)行警告和報錯。實例86SimulationParameters/DiagnosticsSimulink默認(rèn)設(shè)置出已被圈出。高級設(shè)置parameterparametersBlockreduction:OffBooleanlogicsignals:OnConditionalinputbranch:OnParameterpooling:OnSignalstoragereuse:OffZero-crossingdetection:On目的----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----正確的模型仿真。備注Inlineparameters選項使得在快速原型階段可以修正運行時間參數(shù)。Conditionalinputbranch:OnSwitch和MultiportSwitch模塊而言，沒有被激活的路徑將不執(zhí)行運算。ConditionalinputbranchOn將會對取對數(shù)后的信號產(chǎn)生影響，因為模塊并不能在每一個時間步長上都被執(zhí)行。實例8687SimulationParameters/AdvancedSimulink默認(rèn)設(shè)置中相背離的部分已經(jīng)被圈出。圖86正確的診斷設(shè)置----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----87正確的高級設(shè)置Full-Featured模式下的TargetLink模型不支持Simulink 加速模式當(dāng)前，full-featuredTargetLink模型不能在加速/快加速模式下進(jìn)行仿真已達(dá)到通過代碼生成來推進(jìn)仿真進(jìn)程的目的。目的正確的模型仿真。備注MATLABR2007bSimulink執(zhí)行工具箱一部分的加速器（Accelerator）SimulinkTargetLink中信號取對數(shù)和TargetLinkfull-featured模式不能用于同那些特征相連接。實例88AcceleratorRapidAcceleratorNormal作為仿真模full-featuredTargetLink模型中前兩項不允許設(shè)置。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----圖88 full-featured模式下的 TargetLink模型仿真運行時僅允許設(shè)置為 Normal。AcceleratorRapidAccelerator選項（R2007b開始應(yīng)用）TargetLink模型相連接。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----8．?dāng)?shù)據(jù)類型關(guān)于數(shù)據(jù)類型的使用，區(qū)分以下兩個不同的階段是很重要的：當(dāng)設(shè)計完實際的控制算法后進(jìn)行Simulink模塊框圖級別的仿真，并且使用模型在環(huán)（MIL）仿真進(jìn)行測試。代碼級仿真，此時如定點標(biāo)定等特定的細(xì)節(jié)執(zhí)行被添加進(jìn)去并予以考慮。算法的執(zhí)行細(xì)節(jié)測試的正確選擇是軟件在環(huán)（SIL）測試。MILMIL仿真過程中數(shù)據(jù)類型的使用有非常重要的關(guān)系因為整型運算的飽和和溢出比控制算法部分更細(xì)化。作為最重要的一個規(guī)則，在MIL仿真中應(yīng)該支持下面的原理：本來就包含連續(xù)值的所有信號必須用最大精度的浮點值格式來進(jìn)行模型構(gòu)double數(shù)據(jù)類型。那些信號在實際處理中被量化為數(shù)字信號，MIL仿真MIL仿真將以最大精度執(zhí)行。本來就包含有限個狀態(tài)值的離散信號，也可以用整型數(shù)據(jù)類型進(jìn)行模型構(gòu)建（blocksetstand-alone的約束。當(dāng)進(jìn)行這樣的操作時，應(yīng)當(dāng)保證有Simulink中的精確語義將不能正確定義。定點數(shù)據(jù)類型將專門用于代碼級，而不用于模型在環(huán)仿真中。TargetLink2.1.6TargetLinkstand-alone----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----CastoutputtoTargetLinke型的使用會明顯受限。

忽略，所以整型數(shù)據(jù)類----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----關(guān)于一般情況下 關(guān)于一般情況下 non-double 數(shù)據(jù)類型的使用，必須非常注意不去使用SimulinkSimulink中具有非常差的語義定義功能的建模風(fēng)格，例如整型運算中的飽和，溢8990Simulink中使用整型計算與整型飽和相連接后發(fā)生了不期望的結(jié)果。由于算與整型飽和相連接后發(fā)生了不期望的結(jié)果。由于TargetLink沒有仿真該語義，9192證明了如果使用了如果使用了roundintegercalculationtowards選項，模塊細(xì)節(jié)和非透明的語義是怎樣的。樣的。TargetLink將不使用此種建模風(fēng)格和不仿真此種行為。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----數(shù)據(jù)類型的常規(guī)使用double數(shù)據(jù)類型進(jìn)行建模。在后面的代Simulink模塊級。int8，int16等這樣的整型數(shù)據(jù)類型進(jìn)行建模，但是要有89int8saturateonintegeroverflow選項進(jìn)行設(shè)置。注意，計算所得的結(jié)果并不是認(rèn)為的100+100-100，雖然這int827Simulink中中間結(jié)果的飽和序列，這將導(dǎo)致更加不期望的結(jié)果出現(xiàn)。一定不能使用這樣的建模風(fēng)格。圖90相比于圖89交換了輸入信號的飽和加法?，F(xiàn)在計算出了期望的結(jié)果100，因為中間結(jié)果沒有出現(xiàn)飽和。因此，加法遠(yuǎn)不止交換數(shù)據(jù)那么簡單，一定不能使用這種建模風(fēng)格。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----91包含取整運算的加法：因為指定了輸出為整型數(shù)據(jù)類型，并且輸入信號是非整數(shù)，必roundintegercalculationtowardsNearest，Simulink計30Sumblock-specific。圖92包含取整運算的整數(shù)乘法與圖91中的Sum模塊相反取整運算僅在中間結(jié)果執(zhí)行，而不直接用在輸入信號上。結(jié)果是 Simulink的計算結(jié)果不等于 1000。因為是高度block-specific且不透明的，應(yīng)避免使用要求這種運算的建模風(fēng)格。定點數(shù)據(jù)類型不能于Simulink中模塊框圖級（模型在環(huán)仿真）的仿真。它們應(yīng)該被用作專門的軟件在環(huán)仿真（代碼級。邏輯信號可以用boolean數(shù)據(jù)類型進(jìn)行建模。注：如果使用了TargetLink的stand-aloneblockset，整型數(shù)據(jù)的使用就會明顯受CastoutputtoTagetLinktypeflagTargetLink2.1.6以前版本中的此模式下總是被忽略。目的正確的建模風(fēng)格，區(qū)別控制算法開發(fā)和算法的最終執(zhí)行， Simulink 和TargetLink仿真模式的等效結(jié)果。備注----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----功能開發(fā)階段的數(shù)據(jù)類型應(yīng)該不受特定執(zhí)行細(xì)節(jié)的限制。定點數(shù)據(jù)類型的implementation-specific的，此外關(guān)于中間結(jié)果精確的定點運算過程是不透明的。這些細(xì)節(jié)應(yīng)在執(zhí)行/編碼階段予以說明。RationalLogicalOperator支持的數(shù)據(jù)類型RationalOperatorLogicalOperator模塊而言，boolean，logical（見ConfigurationParameters:Optimization）double數(shù)據(jù)類型可以使用。對模塊的RelationalOperator和LogicalOperator模boolean，doublelogical之一。目的TargetLink和Simulink所支持的相同數(shù)據(jù)類型。備注TargetLinkRelationalOperator和LogicalOperator模塊的輸出數(shù)據(jù)類型是double型或者boolean 型，取決于Simulation/Configuration 對話框中的全局SimulinkImlementlogicalsignalsasboolean(vs.double)SimulinkSimulinkTargetlink具有相同的數(shù)據(jù)類型，上面的選項在所有模塊中必須進(jìn)行一致的設(shè)置。如果有必要，全局Simulink選項Implementlogicalsignalsasboolean(vs.double)也必須修正。如果一個隨后的模塊OperatorLogicalOperator模塊的DataTypeConversion模塊進(jìn)行正確類型傳遞。實例圖93和圖94所示為數(shù)據(jù)類型的錯誤使用和爭取使用。TargetLink-Simulink接口處信號總線支持的數(shù)據(jù)類型TargetLinkSubsystemSimulink邊界的總線信號在軟件在環(huán)仿真過程double數(shù)據(jù)類型。因此，如果隨后的模塊需要其它的數(shù)據(jù)類型，必須將DataTypeConversion模塊嵌入進(jìn)去實現(xiàn)所需要的數(shù)據(jù)類型。目的TargetLinksubsystems的邊界處正確的數(shù)據(jù)類型。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----圖93LogicalOperator或者RelationalOperator模塊的輸出端不能使用如unit(8)這樣的數(shù)據(jù)類型94BooleanTargetLink模塊（full-featured模式或stand-alone模式輸出端產(chǎn)生相同的數(shù)據(jù)類型SimulinkImplementlogicalsignalsasBoolean(vs.double)。備注TargetLink2.1TargetLinksubsystem直接與總線相連接。然----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----Sdouble（僅在總線內(nèi)部。實例95TargetLink-SimulinkDataTypeConversion模塊的使用。95TargetLinkSubsystemdouble之外的數(shù)據(jù)類型，那么必DataTypeConversion模塊。這僅適用于軟件在環(huán)仿真。溢出的避免目的正確的建模風(fēng)格，SimulinkTargetLink仿真模式的等效結(jié)果。備注implementation-specific的所以溢出不能被用作一種建模風(fēng)格元素，溢出所建立的是一種極其不透明的建模風(fēng)格。溢出（和下溢）Simulink中數(shù)據(jù)類型的使用時不透明的且具有模塊依賴性，尤其是中間結(jié)果。并不仿效Simulink/TargetLink中通blocksetstand-alone，溢出和下溢。實例圖96所示為一個沒有發(fā)生溢出的整數(shù)運算的例子。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----96ProductInt16避免了發(fā)生溢出。整數(shù)計算中飽和的避免對輸出和中間結(jié)果使用具有足夠位長的數(shù)據(jù)類型避免了通過SaturateonintegeroverflowGainProductblockwithlessthanthreeinputsMultiportSwitch如果飽和是控制算法的一部分而不僅是特定的整數(shù)計算，應(yīng)該使用Saturation模塊。注：為了避免飽和，選項SaturationonIntegeroverflow是否設(shè)置無關(guān)緊要，但是數(shù)據(jù)類型一定要足以確保沒有飽和發(fā)生。目的正確的建模風(fēng)格，SimulinkTargetLink仿真模式的等效結(jié)果。備注implementation-specific方面必須Simulink的整數(shù)計算中如何產(chǎn)生飽和的語義是極block-specificSum模塊的輸入，直接傳遞給輸出類型和其它中間結(jié)果一樣也可能會產(chǎn)生飽和。這可能會導(dǎo)致不期望的行為發(fā)生，TargetLink沒有進(jìn)行仿真，TargetLink中僅模塊輸出出現(xiàn)飽和。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----實例97所示為一個整數(shù)計算的例子。97Saturateonintegeroverflowint16/下溢從不產(chǎn)生。取整運算的避免RoundIntegerCalculationtowards選項在整數(shù)計算中進(jìn)行取整RoundingFunction。。目的正確的建模風(fēng)格，SimulinkTargetLink仿真模式的等效結(jié)果。備注Simulink中取整運算是如何執(zhí)行的語義是部分透明且 block-specific的。TargetLink在整數(shù)計算中不能仿真不同的取整方法。實例圖98所示為一個需要進(jìn)行整數(shù)取整運算的例子。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----98Gain模塊例子，其中輸入為浮點數(shù)據(jù)類型，指定輸出整數(shù)數(shù)據(jù)類型int16，這就是為什么要求取整運算的原因。DiscreteTransferFcn，DiscreteStateSpaceDiscreteFilter模塊的數(shù)據(jù)類型使用TargetLinkDiscreteTransferFcnDiscreteStateSpaceDiscreteFilter模目的TargetLink進(jìn)行代碼生成。備注當(dāng)前TargetLink中不支持在這些模塊中混合使用浮點和定點代碼。TargetLinkProductionCodeGenerationGuide[1]，TargetLinkLimitations，Block-specificLimitations，DiscreteTransferFcn/DiscreteState-Space----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----Trigonometric模塊的數(shù)據(jù)類型使用TrigonometricFunctionatanh所使用的數(shù)據(jù)類型都必須是浮點的。對atan2函數(shù)而言，不允許使用32位整數(shù)作為輸入而使用無符號整型數(shù)作為輸出信號。目的TargetLink進(jìn)行代碼生成。備注TargetLink不支持上述函數(shù)以及數(shù)據(jù)類型的組合。TargetLinkProductionCodeGenerationGuide[1]，TargetLinkLimitations，Block-specificLimitations，TrigonometricFunctionwithatan2Math模塊的數(shù)據(jù)類型使用1111目的TargetLink進(jìn)行代碼生成。備注TargetLink不支持上述函數(shù)以及數(shù)據(jù)類型的組合。TargetLinkProductionCodeGenerationGuide[1]，TargetLinkLimitations，Block-specificLimitations，MathwithMod/Remoperator實例99modMath模塊中不允許對輸出信號進(jìn)行任意設(shè)置。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----圖99錯誤的設(shè)置MathFunction模塊中避免使用特殊數(shù)據(jù)類型運算組合MathFunctionTargetLink數(shù)據(jù)類型/運算的組合。輸入數(shù)據(jù)類型輸出數(shù)據(jù)類型運算Int16Int16acos()UInt16UInt16acos()Int32Int32acos(),atan()UInt32UInt32tan(),acos(),atan()Int32Int16acos(),atan()UInt32UInt16acos(),atan()UInt32Int16acos(),atan()Int32UInt16acos(),atan()Int16Int32acos()UInt16UInt32acos()UInt16Int32acos()Int16UInt32acos()----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----目的TargetLink進(jìn)行代碼生成。備注在工作區(qū)可以進(jìn)行浮點運算。Selector模塊的數(shù)據(jù)類型使用Selectorexternalindexsignal選項，所有輸入信號必須scaling信息。目的TargetLink進(jìn)行代碼生成。備注由于代碼效率的因素，TargetLink支持選項低于上面提到的限值。TargetLinkProductionCodeGenerationGuide[1]，TargetLinkLimitations，Block-specificLimitations，SelectorLook-UpTableLook-Up模塊的數(shù)據(jù)類型使用Look-UpTableLook-UpTable(2D)Equidistantwith選項聯(lián)合使用。目的TargetLink進(jìn)行代碼生成。備注當(dāng)前的TargetLink不支持浮點數(shù)據(jù)類型和等距斷點數(shù)據(jù)聯(lián)合使用。TargetLinkProductionCodeGenerationGuide[1]，TargetLinkLimitations，Block-specificLimitations，Look-UpTable(1D2D)實例100Look-UpTable模塊中不允許與浮點數(shù)據(jù)聯(lián)合使用的選項。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----100錯誤的設(shè)置MultiportSwitch模塊的數(shù)據(jù)類型使用MultiportSwitch模塊的第一個輸入（控制端口）應(yīng)該是一個無符號整型數(shù)據(jù)類型的信號。目的保證一種透明的建模風(fēng)格。備注Simulink的仿真過程中被映射為整型數(shù)。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----Look-up Tables----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----數(shù)學(xué)建模意義數(shù)學(xué)，作為一門研究現(xiàn)實世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)，在它產(chǎn)生和發(fā)展的歷史長河中，一直是和人們生活的實際需要密切相關(guān)的。作為用數(shù)學(xué)方法解決實際問題的第一步，數(shù)學(xué)建模自然有著與數(shù)學(xué)同樣悠久的歷史。兩千多年以前創(chuàng)立的歐幾里德幾何， 17世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的牛頓萬有引力定律，都是科學(xué)發(fā)展史上數(shù)學(xué)建模的成功范例。 進(jìn)入20世紀(jì)以來，隨著數(shù)學(xué)以空前的廣度和深度向一切領(lǐng)域滲透，以及電子計算機(jī)的出現(xiàn)與飛速發(fā)展，數(shù)學(xué)建模越來越受到人們的重視，可以從以下幾方面來看數(shù)學(xué)建模在現(xiàn)實世界中的重要意義。 (1）在一般工程技術(shù)領(lǐng)域，數(shù)學(xué)建模仍然大有用武之地。 在以聲、光、熱、力、電這些物理學(xué)科為基礎(chǔ)的諸如機(jī)械、電機(jī)、土木、水利等工程技術(shù)領(lǐng)域中，數(shù)學(xué)建模的普遍性和重要性不言而喻，雖然這里的基本模型是已有的，但是由于新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，提出了許多需要用數(shù)學(xué)方法解決的新問題；高速、大型計算機(jī)的飛速發(fā)展，使得過去即便有了數(shù)學(xué)模型也無法求解的課題（如大型水壩的應(yīng)力計算，中長期天氣預(yù)報等）迎刃而解；建立在數(shù)學(xué)模型和計算機(jī)模擬基礎(chǔ)上的 CAD技術(shù)，以其快速、經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)勢，大量地替代了傳統(tǒng)工程設(shè)計中的現(xiàn)場實驗、物理模擬等手段。 (2）在高新技術(shù)領(lǐng)域，數(shù)學(xué)建模幾乎是必不可少的工具。 無論是發(fā)展通訊、航天、微電子、自動化等高新技術(shù)本身，還是將高新技術(shù)用于傳統(tǒng)工業(yè)去創(chuàng)造新工藝、開發(fā)新產(chǎn)品，計算機(jī)技術(shù)支持下的建模和模擬都是經(jīng)常使用的有效手段。數(shù)學(xué)建模、數(shù)值計算和計算機(jī)圖形學(xué)等相結(jié)合形成的計算機(jī)軟件，已經(jīng)被固化于產(chǎn)品中，在許多高新技術(shù)領(lǐng)域起著核心作用，被認(rèn)為是高新技術(shù)的特征之一。在這個意義上，數(shù)學(xué)不再僅僅作為一門科學(xué)，它是許多技術(shù)的基礎(chǔ)，而且直接走向了技術(shù)的前臺。國際上一位學(xué)者提出了“高技術(shù)本質(zhì)上是一種數(shù)學(xué)技術(shù)”的觀點。 (3）數(shù)學(xué)迅速進(jìn)入一些新領(lǐng)域，為數(shù)學(xué)建模開拓了許多新的處女地。 隨著數(shù)學(xué)向諸如經(jīng)濟(jì)、人口、生態(tài)、地質(zhì)等所謂非物理領(lǐng)域的滲透，一些交叉學(xué)科如計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、人口控制論、數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)、數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)等應(yīng)運而生。一般地說，不存在作為支配關(guān)系的物理定律，當(dāng)用數(shù)學(xué)方法研究這些領(lǐng)域中的定量關(guān)系時，數(shù)學(xué)建模就成為首要的、關(guān)鍵的步驟和這些學(xué)科發(fā)展與應(yīng)用的基礎(chǔ)。在這些領(lǐng)域里建立不同類型、不同方法、不同深淺程度模型的余地相當(dāng)大，為數(shù)學(xué)建模提供了廣闊的新天地。馬克思說過，一門科學(xué)只有成功地運用數(shù)學(xué)時，才算達(dá)到了完善的地步。展望21世紀(jì)，數(shù)學(xué)必將大踏步地進(jìn)入所有學(xué)科，數(shù)學(xué)建模將迎來蓬勃發(fā)展的新時期。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們越來越認(rèn)識到數(shù)學(xué)科學(xué)的重要性：數(shù)學(xué)的思考方式具有根本的重要性，數(shù)學(xué)為組織和構(gòu)造知識提供了方法，將它用于技術(shù)時能使科學(xué)家和工程師生產(chǎn)出系統(tǒng)的、能復(fù)制的、且可以傳播的知識??數(shù)學(xué)科學(xué)對于經(jīng)濟(jì)競爭是必不可少的，數(shù)學(xué)科學(xué)是一種關(guān)鍵性的、普遍的、可實行的技術(shù)［ 1］。在當(dāng)今高科技與計算機(jī)技術(shù)日新月異且日益普及的社會里，高新技術(shù)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)的支持，沒有良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)已無法實現(xiàn)工程技術(shù)的創(chuàng)新與突破。因此，如何在數(shù)學(xué)教育的過程中培養(yǎng)人們的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，讓人們學(xué)會用數(shù)學(xué)的知識與方法去處理實際問題，----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----值得數(shù)學(xué)工作者的思考。 大學(xué)生數(shù)學(xué)建模活動及全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽正是在這種形勢下開展并發(fā)展起來的，其目的在于激勵學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運用計算機(jī)技術(shù)解決實際問題的綜合能力，拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識，推動大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的［ 2］。寧波理工學(xué)院在近幾年開展了這項極富意義的活動，組隊參加了全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。為了更好地組織、指導(dǎo)此項活動，讓更多的學(xué)生投入此項活動并從中受益，我們根據(jù)組織與指導(dǎo)的實踐，對數(shù)學(xué)建?；顒拥淖饔门c實施談一些認(rèn)識，以期起到深化數(shù)學(xué)教學(xué)、推動課程建設(shè)的作用。 1數(shù)學(xué)建模競賽活動的作用與意義 數(shù)學(xué)建模是一個將實際問題用數(shù)學(xué)的語言、方法，去近似刻畫、建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型并加以解決的過程。為檢驗大學(xué)生數(shù)學(xué)建模的能力，我國在每年9月底舉辦一屆大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。參加過數(shù)學(xué)建?；顒拥慕處熍c學(xué)生普遍反映，數(shù)學(xué)建?；顒蛹蓉S富了學(xué)生的課外生活，又培養(yǎng)了學(xué)生各方面的能力，同時也促進(jìn)了大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的。通過數(shù)學(xué)建?；顒?，教師與學(xué)生對數(shù)學(xué)的作用有了進(jìn)一步的認(rèn)識。 1．1激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣 現(xiàn)今大學(xué)工科數(shù)學(xué)教學(xué)普遍存在內(nèi)容多、學(xué)時少的情況，為此很多教師采取了犧牲應(yīng)用、偏重理論講解以完成教學(xué)進(jìn)度的方法，使學(xué)生對數(shù)學(xué)的重要性認(rèn)識不夠，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，很多學(xué)生進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段才感覺到數(shù)學(xué)的重要，但為時已晚。數(shù)學(xué)建?；顒蛹案傎惖念}目是社會、經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)實踐中經(jīng)過適當(dāng)簡化的實際問題，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣泛性；學(xué)生參與數(shù)學(xué)建模及競賽活動，感受到了數(shù)學(xué)的生機(jī)與活力，感受到了對自己各方面能力的促進(jìn)，從而激發(fā)起他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力 （1）培養(yǎng)綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識及方法進(jìn)行分析、推理、計算的能力。由于數(shù)學(xué)建模的過程是反復(fù)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識與方法對實際問題進(jìn)行分析、推理與計算，以得出實際問題的最佳數(shù)學(xué)模型及模型最優(yōu)解的過程，因而學(xué)生明顯感到自己這一方面的能力在具體的建模過程中得到了較大提高。數(shù)學(xué)建模百科名片當(dāng)需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時，人們就要在深入調(diào)查研究、了解對象信息、作出簡化假設(shè)、分析內(nèi)在規(guī)律等工作的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)的符號和語言，把它表述為數(shù)學(xué)式子，也就是數(shù)學(xué)模型，然后用通過計算得到的模型結(jié)果來解釋實際問題，并接受實際的檢驗。這個建立數(shù)學(xué)模型的全過程就稱為數(shù)學(xué)建模。背景一、數(shù)學(xué)建模的意義二、數(shù)學(xué)建模的幾個過程三、數(shù)學(xué)建模的起源四、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽五、數(shù)學(xué)建模資料六、數(shù)學(xué)建模題目七、數(shù)學(xué)建模的意義八、數(shù)學(xué)建模經(jīng)驗和體會九、數(shù)學(xué)建模相關(guān)網(wǎng)站十、圖書----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----內(nèi)容簡介目錄十一、數(shù)學(xué)建模最新進(jìn)展十二：數(shù)學(xué)建模應(yīng)當(dāng)掌握的十類算法[編輯本段]背景近半個多世紀(jì)以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)學(xué)的應(yīng)用不僅在工程技術(shù)、自然科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，而且以空前的廣度和深度向經(jīng)濟(jì)、金融、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等新的領(lǐng)域滲透，所謂數(shù)學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代高新技術(shù)的重要組成部分。不論是用數(shù)學(xué)方法在科技和生產(chǎn)領(lǐng)域解決哪類實際問題，還是與其它學(xué)科相結(jié)合形成交叉學(xué)科，首要的和關(guān)鍵的一步是建立研究對象的數(shù)學(xué)模型，并加以計算求解。數(shù)學(xué)建模和計算機(jī)技術(shù)在知識經(jīng)濟(jì)時代的作用可謂是如虎添翼。數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)，在它產(chǎn)生和發(fā)展的歷史長河中，一直是和各種各樣的應(yīng)用問題緊密相關(guān)的。數(shù)學(xué)的特點不僅在于概念的抽象性、邏輯的嚴(yán)密性，結(jié)論的明確性和體系的完整性，而且在于它應(yīng)用的廣泛性，進(jìn)入 20世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和計算機(jī)的日益普及，人們對各種問題的要求越來越精確，使得數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛和深入，特別是在即將進(jìn)入 21世紀(jì)的知識經(jīng)濟(jì)時代，數(shù)學(xué)科學(xué)的地位會發(fā)生巨大的變化，它正在從國或經(jīng)濟(jì)和科技的后備走到了前沿。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球化、計算機(jī)的迅猛發(fā)展，數(shù)理論與方法的不斷擴(kuò)充使得數(shù)學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)代高科技的一個重要組成部分和思想庫，數(shù)學(xué)已經(jīng)成為一種能夠普遍實施的技術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識和能力已經(jīng)成為數(shù)學(xué)教學(xué)的一個重要方面。一、數(shù)學(xué)建模的意義數(shù)學(xué)建模是一種數(shù)學(xué)的思考方法，是運用數(shù)學(xué)的語言和方法，通過抽象、簡化建立能近似刻畫并 "解決"實際問題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段。數(shù)學(xué)建模就是用數(shù)學(xué)語言描述實際現(xiàn)象的過程。這里的實際現(xiàn)象既包涵具體的自然現(xiàn)象比如自由落體現(xiàn)象，也包涵抽象的現(xiàn)象比如顧客對某種商品所取的價值傾向。這里的描述不但包括外在形態(tài)，內(nèi)在機(jī)制的描述，也包括預(yù)測，試驗和解釋實際現(xiàn)象等內(nèi)容。我們也可以這樣直觀地理解這個概念：數(shù)學(xué)建模是一個讓純粹數(shù)學(xué)家（指只懂?dāng)?shù)學(xué)不懂?dāng)?shù)學(xué)在實際中的應(yīng)用的數(shù)學(xué)家）變成物理學(xué)家，生物學(xué)家，經(jīng)濟(jì)學(xué)家甚至心理學(xué)家等等的過程。數(shù)學(xué)模型一般是實際事物的一種數(shù)學(xué)簡化。它常常是以某種意義上接近實