基本信息
- 项目名称：
- 智能控制照明电路的设计与研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 针对大学生自习室照明电路存在严重的电量浪费问题，提出智能控制控制照明电路的设计与研究，主要用模糊数学、0-1整数规划和优化的思想对高校自习室进行优化管理，建立适当的数学模型！为了使模型更具有说服力，我们收集河南理工大学三号基础教学楼的实际数据进行验证，最终进一步说明了模型的可靠性及能源浪费的现状。
- 详细介绍：
- 针对大学生自习室照明电路存在严重的电量浪费问题，提出智能控制控制照明电路的设计与研究，主要用模糊数学、0-1整数规划和优化的思想对高校自习室进行优化管理。 综合考虑自习室的利用效率及学生的满意度，运用概率论中的期望计算出平均每个学生上自习时占的座位数为3；运用逆向思维定义了自习室的利用效率 ，即来上自习学生总共想占的座位数就是该自习室的有效利用座位数，其中 ；然后应用模糊数学的思想确定了学生满意度的隶属函数，结合心理学因素进而确定出学生的满意度函数。结论是，建议每个学生上自习时最多占3个位。 在模拟数据的计算中，运用0-1整数规划模型对自习室的开放进行优化管理。即在学生基本满意的条件下开放尽量少的座位数，使得整个教学楼的利用效率达到最高。根据每个座位平均的耗电量 (度)，求得一周总节电量为91735.83 (度)。 对教室在每一时刻开放与否，得出了一个智能控制系统，并对自习室开放管理的每个环节的具体实施过程进行了分析。 本文的优点是在对自习室进行分配时综合考虑到自习室的利用效率和学生的满意度；在计算用电量时巧妙的定义了每个座位的耗电量，简化了模型；并对更有效的节电方法敢于大胆的猜想；最后模型能够在医院、图书馆等公共场合应用与推广。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 撰写的目的：主要为了解决自习室照明用电浪费的问题，提出合理开放自习室方案，达到节能的目的。 基本思路：首先用逆向思维定义自习室的利用效率，运用模糊数学得到学生的满意度模型，运用0-1规划得到优化的自习室开放模型，最后通过构想得出一个智能控制系统。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：“教室检测控制单元---楼层控制单元---CAN总线---中央计算机单元”智能控制实现数据的统计及运算。 先进性：将自习室开放问题转化为数学问题，根据自习室的利用效率与学生的满意度相互结合建立模型。 独特之处：采用逆向思维定义的利用效率有大与1的可能
应用价值和现实意义
- 应用价值：此照明电路的模型不仅适用于高校的大学生自习室，还有餐厅、医院、图书馆等很多公共场所。 现实意义：智能教学楼控制系统的设计的实现了教室照明用电设备的合理使用，节约能源及改善教学管理，提高教室的使用效率。
学术论文摘要
- 针对大学生自习室照明电路存在严重的电量浪费问题，提出智能控制控制照明电路的设计与研究，主要用模糊数学、0-1整数规划和优化的思想对高校自习室进行优化管理。 综合考虑自习室的利用效率及学生的满意度，运用概率论中的期望计算出平均每个学生上自习时占的座位数为3；运用逆向思维定义了自习室的利用效率 ，即来上自习学生总共想占的座位数就是该自习室的有效利用座位数，其中 ；然后应用模糊数学的思想确定了学生满意度的隶属函数，结合心理学因素进而确定出学生的满意度函数。结论是，建议每个学生上自习时最多占3个位。 在模拟数据的计算中，运用0-1整数规划模型对自习室的开放进行优化管理。即在学生基本满意的条件下开放尽量少的座位数，使得整个教学楼的利用效率达到最高。根据每个座位平均的耗电量 (度)，求得一周总节电量为91735.83 (度)。 本文的优点是在对自习室进行分配时综合考虑到自习室的利用效率和学生的满意度；在计算用电量时巧妙的定义了每个座位的耗电量，简化了模型；并对更有效的节电方法敢于大胆的猜想；最后模型能够在医院、图书馆等公共场合应用与推广。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 作品选题切合实际，解决问题方法切实可行，思路清晰，设计方案全面具体，能够很好地解决自习室节能节电的目的，且对学生满意度等同系处理恰当。结果及方法可推广应用，适合公共场所节电管理。
参考文献
- [参考文献] [1] 韩中庚，数学建模方法及应用，北京：高等教育出版社，2005。 [2] 河南理工大学数信学院，数学建模优秀论文集，2008。 [3] 刘卫国，MATLAB程序设计与应用，北京:高等教育出版社，2006。 [4] 盛骤，《概率论与数理统计》，北京：高等教育出版社，2004
同类课题研究水平概述
- 随着能源的日益紧张，以及石油、煤炭、天然气等资源带来的社会和环境问题的日益突出，党和国家对节能工作的重视程度不断地提高，从“十一.五”将其列入工作重点到全国人民大会通过的《中华人民共和国节约能源法》，并提出“建设节约型社会”的口号，全国高校也积极响应，纷纷提出“建设节约型高校”的口号，高校节能工作也在全国各地蓬勃发展起来，大学生作为未来祖国的接班人养成节约的意识意义显得更加的重大。 作为大学生自由时间较多，很多大学生会选择在适当的时间选择去自习室，学校为了满足学生的学习的需求而开放大量的自习室供学生使用。因此造成白天长明灯，晚上无人也开灯，人少灯全开。虽然照明用电的功率不算太大，但是由于基数较大、时间长导致耗电量极大。从而带来电力方面的极其浪费的现状。
