數學建模獲獎論文模板范文
在我國倡導素質教育的今天，數學建模受到的關注與日俱增，數學建模已經被應用于數學的教學中了。下面是學習啦小編為大家推薦的數學建模論文，供大家參考。
數學建模論文范文篇一：《高職院校數學建模競賽的思考與建議》
一、我校學生數學建?，F(xiàn)狀
1.高職生的數學基礎相當薄弱，學習習慣不好，然而數學知識理論性強，計算繁瑣，并要求學生有足夠的耐心和較強的理性思維能力，這就會讓學生在學習數學相關知識時感覺有一定的難度。而另一方面，高職院校的課時量在盡量壓縮，數學應用方面的內容只是蜻蜓點水，根本無法廣泛而深入的涉及到位。例如，我校很多專業(yè)只開一個學期64課時的數學課，還有些專業(yè)甚至不開數學課，要建立一些比較高等的數學模型，高職學生的數學知識顯然不夠。
2.高職院校目前的教學方法多表現(xiàn)為填鴨式的教學法，過分強調嚴格的定理和抽象的邏輯思維，特別是運算技巧的訓練講得過于精細，考試形式單一。對于高職生來說，只要求他們會套用現(xiàn)成的公式及作一些簡單的計算就行，但是目前的教學不能使學生發(fā)揮自己的主觀能動性，也調動不了學生學習數學的興趣。
3.目前我校只開設了一門數學方面的公共選修課《數學建?！罚还?6次課，僅僅靠課堂上講的內容讓學生來參加數學建模競賽遠遠不夠，另外，學生又要同時兼顧其他專業(yè)課程，因此學習效果不好。
4.組織數學建模賽前培訓的師資隊伍理論薄弱，只靠一兩個青年教師承擔培訓指導任務，缺乏參賽經驗豐富的老教師。
5.我校學生參加數學建模的積極性不高，我校已經連續(xù)參加幾年的數學建模競賽，但最多的也就5個隊，仍有多數學生稱未聽過有這項比賽，說明宣傳不是很到位。
6.目前組隊參賽的任務是交給基礎部來完成，而基礎部沒有學生，這就會造成找隊員困難的問題。
二、參加數學建模比賽的意義
1.有利于培養(yǎng)學生綜合解決問題的能力
因為數學建模最后提交的成果是交一篇完整的論文，對于大多數學生來說，都是第一次，它可以提高學生如何把數學知識用到實際生活中的能力，提高學生合理利用網絡查閱資料的能力，提高學生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力等。很多參賽學生事后感嘆到團隊合作能力對于建模比賽很重要，這對他們以后參加工作也會有很好的幫助。
2.有利于促進高職數學課程的改革
大多數學校的高職數學課還是采用教師在上面講，學生在下面聽的方法，殊不知對于高職生而言，他們不但聽不懂，而且也不愿意聽，這就促進教師要改進教學方法，最好的方法是在機房里上課，老師把重要的理論思想教給學生之后，具體的計算方法可以讓學生利用軟件在電腦上操作，這樣既提高了學生的學習興趣，也提高了學生運用軟件的能力。
三、數學建模課的發(fā)展建議
由于參加數學建模競賽可以激起學生學習數學的興趣，提高學生運用數學和計算機技術解決問題的綜合能力，激勵學生積極參加課外科技活動，開拓學生的知識視野，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和團隊合作意識，推動高等數學教學體系，教學內容和教學方法的改革?；诖耍o出一些建議如下：
1.把數學建模的管理層次上升到學院，因為只有學院的大力支持，領導的高度重視才是提高高職學生數學建模能力的首要條件，而且只有學院的倡導和支持，各部門在宣傳數學建模方面時才會更加盡職盡責，不會出現(xiàn)推諉的現(xiàn)象。
2.成立數學建模協(xié)會小組，并有學校資金的支持，這樣可以把對數學建模有興趣的同學集中在一起，讓他們之間相互討論。建模協(xié)會應該有協(xié)會會長及其他管理者，這樣他們在運營平時的協(xié)會工作時才能各司其職，并有一定的組織性和紀律性。協(xié)會平時可以組織一些經典的數學建模的小案例以海報的形式展現(xiàn)在全校學生面前，或者是以有獎競猜的方法提高學生的參與性，這樣不僅可以達到宣傳數學建模的效果，也可以更好的提高學生的理性思維能力。
3.平時開設數學建模選修課，假期集中培訓備戰(zhàn)國賽，由于我校的數學建模課一般開設在大一的下學期，而技能大賽的比賽時間通常是選修課開課之前，這就導致了學生參加技能大賽時根本不知道數學建模比賽比的是什么。而且選修課只有一個老師教，力度太小。應該是大一開學就開始開設相關的數學建模選修課，幾個數學老師分工，每個數學老師講授一塊內容，這樣學生了解的知識面會更廣一些。另外，必須賽前集中培訓，因為平時的選修課只是讓學生了解，但并沒有讓他們系統(tǒng)的練習，所以賽前培訓就是重點講數學建模習題，并讓學生以三人一個小組模擬訓練。
4.技能大賽的數學建模比賽應該和學校其他教學系的比賽錯開時間，因為學院的技能大賽一般是三天，多數項目的比賽時間通常只有半天，但數學建模恰恰是技能大賽中最特殊的一項比賽，首先是耗時長，正規(guī)的數學建模比賽是需要三天的時間，需要學生選定題目后在三天的時間里選定題目后完成一篇完整的論文;其次是必須三人一項小組，由于數學建模的工作量較大，需要三個人共同協(xié)作，缺少一個隊員就會拖延整個小組的工作進度;再者數學建模比賽期間學生是比較自由的，可以上網，可以和其他人討論。正是由于這些因素，一旦數學建模的比賽和學生報名參加的其他比賽沖突時，學生立馬就會先去參其他項目的比賽，等空閑時間才來參加這個，這就導致了隊員缺席，學生缺乏凝聚力，主動退賽等等的情況。因此，建議技能大賽時的數學建模比賽可以放在技能大賽比賽開始的前一個周末，把比賽時長縮短為周末兩天，這樣既不會和其他比賽沖突，也可以讓學生在有限的時間里發(fā)揮他們的潛能。
5.建設一支指導數學建模競賽的師資隊伍。實際上，一個人的知識和視野畢竟是有限的，數學建模的指導教師不但需要有扎實的數學理論基礎，還需要有一定的軟件編程能力和較強的解決實際問題的能力，俗話說的好“團結就是力量”，因此，必須有一個指導數學建模競賽的隊伍，教師之間必須有很好的溝通，在合作中互幫互助，共同進步，從而促進學院數學建模活動的順利開展
6.學院每年選派數學建模指導老師去參加各類數學建模教師培訓班，組織他們去本市數學建模競賽組織好的兄弟院校去參觀學習，交流寶貴的建模經驗。同時，學校出臺一系列獎勵政策，在各類大型競賽中，學院應給獲獎的學生一定的物質獎勵，并在期末考評，評獎等方面給予優(yōu)先考慮。
數學建模論文范文篇二：《雙連桿機械臂動力學參數估計模型》
摘 要：該文描述了出現(xiàn)在雙連桿機械臂動態(tài)參數模型中的問題，并對其性能進行了評估。創(chuàng)建了機械臂的運動模型，連接在絕對空間中鏈接位移與夾持器中心位置，解決了鏈接位置的正向運動問題。同時得到一組非線性函數，建立了機械臂的廣義坐標和笛卡爾坐標之間的連接。使用Denavit-Hartenberg方法對運動鏈進行編碼。作為解決逆運動學問題的結果，獲得一個給定的位置和夾持器輸出鏈路方向的廣義坐標方程系統(tǒng)。在數學軟件MATLAB(Simulink)中分析得到系統(tǒng)動力學的模型。該文的結論通過數學實驗進行證實。
關鍵詞：雙連桿機械臂 運動鏈 動態(tài)模型
根據設計的機器人的指定技術特點與必要性來提供所需要的動態(tài)性能，系統(tǒng)性能，并且給定重放軌跡運動的精度，運動的穩(wěn)定性。實現(xiàn)所期望性能的一種方式是在機器人設計和配置時使用機器人仿真。
仿真方法可以通過減少在概念設計階段找到解決方案的迭代次數，從而顯著縮短設計時間。在機器人系統(tǒng)流程過程中建?？梢垣@得等效信號，操作機器人;考慮各種因素對機器人和它各單位的影響;計算其穩(wěn)定性、速度、精度;優(yōu)化單獨的模塊與整個機器人系統(tǒng)作為一個整體。現(xiàn)代機器人系統(tǒng)的動力學建模方法涉及建立真正的機器人運動學和動力學適當的數學模型。
機器人動力學模型不僅可以計算它的設計特性，還可以計算其速度(時間控制)，動態(tài)過程的性質(單調性，非周期性，和振蕩)。
研究過程中對機械臂的操作是必要的，首先，使它成為一個運動模型，即一個模型連接它與絕對空間中的夾持器的中心位置的位移的鏈接[1-2]。
指定在三維空間中點的位置就足以確定其在絕對(固定)坐標系統(tǒng)中的坐標。描述一個剛體需要與它自己(相關的)坐標系相結合。
在國際實踐中普遍使用的方法是基于對Denavit-Hartenberg坐標系的采用[3]。目前的工作是致力于在雙連桿機械臂的動態(tài)過程建模。
1 機械臂運動學
分析組成機械臂的兩個鏈接：關于一個廣義坐標的垂直軸線旋轉鏈接和沿水平軸偏移的一個廣義鏈路坐標。這些坐標位移決定了機械臂的位置。為了描述機械臂運動學問題必須要解決正、逆運動學問題。
這些任務的解決方案用于機械臂工作區(qū)的建設。另外，由此產生的方程組是隨后的處理運動任務的起點。解決方案是一組建立機械臂廣義坐標與笛卡爾坐標之間聯(lián)系的非線性函數。圖1顯示了該機械臂的運動學。
采用Denavit-Hartenberg方法編碼運動鏈。然后建立對機械臂的運動學正問題的絕對和相對坐標形式的約束方程：
-在一般形式上
-與特定的值
因此：
獲得機械臂的運動方程：
鏈接1：
鏈接2：
獲得擴展鏈路的整體速度：
逆運動學問題是確定一個給定位置和它的輸出鏈路定位(夾具)的機器人的廣義坐標[4-5]。有多種方法用于求解逆運動學問題，但大多數是與超越方程系統(tǒng)的解相關。
讓我們用三角法來解決這一問題。
從方程組發(fā)現(xiàn)后，針對這種劃分獲得
顯然，在第一連桿的旋轉角度可以被定義為
For to find the use identity ，thenobtain：，obvious that ，then finally get ，hence.
查找使用的身份，進而獲得：，顯而易見的是，最終得到了想要的結果，因此。
其結果是，我們得到一個廣義坐標方程系統(tǒng)：
隨時間變化的變量集，設置唯一標識的機器人連桿的相對位置。因此，機械系統(tǒng)的配置稱為廣義坐標。在完整力學系統(tǒng)中一些廣義坐標的n等于自由度的數目。
2 機械臂動力學
研究人員對機器人動力學有著極大的興趣。當導出機器人動力學方程的解析形式時可以用拉格朗日或者阿佩爾形式進行描述。在正式說明的情況下，拉格朗日需要對動能和廣義力推導出解析表達式，在使用形式化描述阿佩爾的情況下―能量，加速度，和轉化的廣義力。確定必要的動能，在一般情況下，為了確定質量速度的構成系統(tǒng)和固體角速度矢量實心體的中心剛體的動能在絕對坐標系的變換下是不發(fā)生改變的。
這使我們能夠獲得慣性張量的變換公式之交
一旦將每個環(huán)節(jié)的動能進行描述解析，找到整個系統(tǒng)的總動能很重要：
找到的每一個鏈接的動能：
各鏈接的轉動慣量：
讓我們假設
經過變換和替換得到
獲取拉格朗日方程的每一個環(huán)節(jié)。區(qū)分系統(tǒng)的總動能交替關于。
該操作的結果是，我們得到了各鏈接下面的等式：
鏈接1：
鏈接2：
(1)
結合系統(tǒng)得出方程：
(2)
柯西變換結果系統(tǒng)的一般形式，替代：
(3)
3 模擬分析
分析所得的方程系統(tǒng)，在MATLAB特別是在其組件Simulink中建立一個數學工程的系統(tǒng)動力學模型。圖2表示的是一個由柯西的正常形式的方程得到的一個系統(tǒng)動態(tài)模型。該模型是通用的，可用于參數不同的確定質量和尺寸的機械臂的機器人的研究。建模的目的是確定其發(fā)生過程的動作速度和性質，確認機械臂關節(jié)耦合(在同步運動)及速度和轉速的行為。
在建模過程中已經使用下列參數：重量負載-，一個夾持器的延伸速度-，繞垂直軸旋轉的速度-，其余參數在建模過程中進行計算。
根據對模型的研究結果顯示，進行定性評估。
建模：
對旋轉模塊;
對機械臂的擴展模塊。
瞬態(tài)過沖：
靜態(tài)誤差值：
過渡過程中的上升時間：
得到的定性評估結果相當接近于具有適當質量和尺寸和參數的雙連桿機器人的試驗評估。評估結果表明，該模型在評估有另一個處理重量和力-速度特性的類似機器人動態(tài)參數時十分有效。
4 結語
因此，建立的雙連桿機器人模型允許評估他們在這個模式下的行動速度，產生的性質，確定在他們同步運動時的關節(jié)耦合時刻。
參考文獻
[1] Zenkevich S.L.，Yushchenko A.S.， Fundamentals of robotic manipulator control[M].Moscow，2ed，2004.
[2] Pshihopov V.H.，Time-optimal trajectory control of electromechanical robotic manipulator[J].Electromechanics，2007(1)：51-57.
數學建模論文范文篇三：《中職數學建模教學與計算機教學融合的可行性》
隨著中職課程的不斷改革和發(fā)展，越來越多的學校逐漸將教學的重點放到了專業(yè)課程的學習中，而對于基礎課程的重視程度則越來越低，要想使這一點得到有效的改善，就必須激發(fā)其基礎課程教學的活力。下面就具體對將中職數學建模教學和計算機教學融合這一教學方法進行具體分析研究，以期促進中職數學教學的發(fā)展。
一、中職數學建模教學與計算機教學融合的作用
在中職數學教學中，實現(xiàn)數學建模教學和計算機教學融合是當前教材改革的需要，數學建模和計算機教學的融合能夠將教材內容和所學專業(yè)實現(xiàn)緊密的結合，另外，數學建模和計算機教學的融合可以將數學教學形象化，能夠使學生更加直觀的了解和學習新的知識，這主要是由于中職生的基礎參差不齊，相當一部分的數學基礎都比較差，因此數學建模和計算機教學的融合，能夠使具體的教學內容和學生學習水平相適應，這樣學生就能夠更好的學習和吸收新知識。
二、當前在數學建模中存在的問題
在中職數學教學中，由于傳統(tǒng)教學對其影響比較深遠，所以不管從教學內容、方法、課程設置等方面，都存在一些問題，而這些問題直接影響了中職數學教學質量的提升，下面具體對其中存在的問題進行闡述。
1、數學教學建模和計算機軟件沒有進行有效的結合
當前，雖然數學建模在中職數學教學中已經得到了應用，但是這種教學方式還沒有和計算機軟件進行有機的結合，這種情況下，即使數學模型建立起來，最終也會因為客觀原因得不到精確的計算和解答，這樣一來，數學建模解決問題的能力就被大大的削弱了。從人才培養(yǎng)的角度來說，也使得學生在學習中少了進一步深入研究和學習的機會，嚴重的不利于應用型人才的培養(yǎng)，從這個角度來看，數學建模和計算機教學的融合已經是中職數學教學發(fā)展的趨勢所在。
2、在教學中過分偏向于理論化
數學教學中過于偏向理論化，是當前中職數學教育中常見的一個問題。這種情況的產生主要是由于，數學教育受傳統(tǒng)教學方式的影響，以往的數學教學都是完全從課本出發(fā)，進行枯燥的理論知識的教學，這樣就會使學生失去學習數學的興趣，由于中職生源大多數學習水平相對較低，并且其中大部分學生本身對于數學的學習興趣就不夠濃厚，甚至對數學的學習有抵觸心理或者畏懼心理，如果在教學方式上還是以理論作為教學的主要方式，這樣就會更進一步導致學生對于數學厭學情緒的產生，并且過于理論化的教學方式也不能將新知識直觀的呈現(xiàn)在學生面前，無疑就增加了學習的難度。
三、中職數學建模教學與計算機教學融合的方法
1、在數學建模教學中融入計算機軟件的相關內容
在以往的中職數學教學中，幾乎都是過分偏重于理論，忽視了教學建模和計算機在其中的作用，多媒體應用也是少之又少。因此，要想改善這一現(xiàn)狀，就應該將計算機軟件學習和數學建模課程的學習實現(xiàn)聯(lián)系，這樣才能使中職數學教學的質量得到提升。比如，采用計算機技術導入新課程，以激發(fā)學生的學習熱情，從而積極參與課堂教學活動，讓學生由被動學習轉為主動學習;且采用計算機技術以更豐富的形式突出教學重點，引導學生更全面的理解知識結構，更快的理清知識思路;再采用計算機技術幫助學生在課堂上練習鞏固，從而有效豐富知識，并充分提高學生的學習興趣。
2、在傳統(tǒng)教學中，將建模教學和計算機軟件有機的融入
在中職數學教學中將建模教學和計算機軟件進行融入可以將需要的知識更加形象的展現(xiàn)在學生的面前，并且概念直觀的展現(xiàn)，還能夠提高學生的學習興趣，從另一方面來說，學生能在、通過直觀的效果，看到相關概念在實際中的應用，從而更好的達到學以致用的效果;其次，在對一些問題進行求解的時候，教師可以引導學生進行線性模型的建立，然后對具體的問題實現(xiàn)轉換，從而將問題簡單化嗎，最終達到解決問題的目的;最后，函數的學習在中職數學中也是比較重要的一部分，而在模型的建立中，其實大多數都是函數關系的建立，根據函數關系的建立，將需要面對的實際問題轉化成數學問題，然后利用計算機將其進行轉化，進而實現(xiàn)對其的求解。
要想在中職數學教學中融入建模教學和計算機教學的融入，還應該注意循序漸進，將計算機軟件的學習逐步的在數學建模教學中進行滲透。另外，在建模和計算機軟件融入的教學中，相應的例子應該是生活中存在的一些問題，只有這樣，學生才能通過對實例的理解，從而不斷的深化學習模型的建立。最后，在實際的教學活動中，應該將計算機學習融入進去，利用相關的軟件進行教學，這樣學生就能夠直觀的看到計算機軟件解決問題的優(yōu)勢所在，同時學生的學習興趣和積極性也會被調動起來，中職數學課堂教學質量也會得到提高。
綜上，當前的中職數學教學中，數學教學建模和計算機軟件的應用還沒有得到廣泛的應用，并且在實際的教學活動中，大多數教師依舊沿用傳統(tǒng)額教學方式，這樣無疑就消磨了學生的學習積極性和主動性。不過隨著對數學教學方式的深入研究，相信數學建模教學和計算機軟件教學一定能夠在中職數學教育中得到更好的應用。
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