2014年建模参赛感想—嫦娥三号软着陆设计与控制策略

风中的漂流瓶

2014年建模参赛感想

                     —嫦娥三号软着陆设计与控制策略

倪吉祥

（洛阳理工学院，河南 洛阳 471023）

摘要：本文通过描写大学生参加数学建模培训的亲身经历，讲诉大学生参与数模竞赛的酸甜苦辣，表达了大学生参加数学建模的重要性、必要性和重大意义。14年全国大学生数学建模竞赛经历使我感触良多，它所教给我的不单是一些数学方面的知识，更多的其实是综合能力的培养、锻炼与提高；它培养了我全面、多角度考虑问题的能力，使我的逻辑推理能力和量化分析能力得到很好的锻炼和提高；它还让我了解了多种数学软件，以及运用数学软件对模型进行求解。同时呼吁大学生们积极踊跃参加数模竞赛和希望数模平台（数学中国）越来越棒。

关键词：数学建模；参赛感想；重大意义；踊跃参与；数模平台

    中国分类号：          文献标识码：         文章编号：

0 引言

全国大学生数学建模竞赛创办于1992年，每年一届，目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛，也是世界上规模最大的数学建模竞赛。2014年来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)及新加坡、美国的1338所院校、25347个队（其中本科组22233队、专科组3114队）、7万多名大学生报名参加本项竞赛。数学建模竞赛是本科生接触实际科学问题的第一步，是利用所学书本知识、广泛涉猎课外知识、利用数学和计算机工具、为某一具体问题建立抽象模型、给出求解方法并解决问题、最后撰写论文并给出客观评价的一个系统工程。

1 初识数模

2012年9月在高等数学第一次堂课上，李振平老师给我们介绍了全国大学生数学竞赛与全国大学生数学建模竞赛。就这样我对数模有了第一次印象，心中萌发了想要参赛的愿望。在大一下半学期，我选修了数理部运士伟老师的数学建模课，堂课上运老师每次都会介绍不同类型的数学模型以及Matlab算法实现，让我深深地感受到了数模在现实生活中的重要性，同时参赛的想法也日益强烈。面对运老师布置的3次建模作业，本人积极查阅资料，学习Matlab编程和论文的写作，最终上交了二份电子版数模论文和一份电子版数模选修课总结，分别得到了A+、 A和 A的好成绩。

2 建模培训

2.1 选拔培训

2014年5月，数理部面向全院东西区各系学生开始选拔培训，培训对象主要是大二，还有小部分大三。选拔培训每周一次，为期一个月。在培训期间上课人数日益减少只剩下150多人，在最后一次课上数理部主任许超老师给出了二道选拔赛题（二选一），队友自由组建。在这一次选拔中，由于本人实力比较强，论文写得比较好，没有进行答辩就顺利通过了。在此期间由于一队员的不上心和不积极，我们队分裂了。最后在本人的努力下成功邀请了一位热爱数模且文采非凡的同学加入我们团队，就这样我们团队最终成员就确定下来啦！一周后选拔名单出来，我们学校一共组织42支队伍参加全国大学生数学建模竞赛。

2.2 强化培训

在一个月的暑假强化培训中，前10天老师们给我们讲解数模知识和历年建模优秀论文。后20天主要学习Matlab编程和论文模拟。炎炎夏日，我们每天在机房敲着键盘，看着书本，熟悉着软件，学习着怎样建立模型，唉！有些累，有些烦，但更多是乐趣！虽然有时也会争执，但大家都比较大度，互相理解，因此我们三人的关系比较融洽。由于每天早起和晚睡，在强化培训结束后，我们实在累的精疲力尽，久久躺在地铺上不愿起来。过了三四天才缓过劲来。此时距离国赛还有一段时间，我们常常相约或者独自去图书馆看建模书、编编程和收集一些有用的Matlab和Lingo程序。

3 三天三夜

2014年9月12号上午8点比赛正式开始啦！我们三人在选择题目（A、B）上出现了分歧，二位队友对于做B题更感兴趣，然而我感觉A题更适合我们团队，有利于发挥最大的实力。在本人的倔强脾气下，队友们最终听从了我的意见，在上午11点半左右我们确定做A题。经过下午的一番讨论后我们有了一些思路，在后续1天2夜的磕磕绊绊和坚持不懈下，我们最终给出了如下解决方案：对于嫦娥三号软着陆设计与控制策略第一问，我们构建类平抛运动模型，基于受力分析和运动分析，确定着陆准备轨道近月点和远月点的位置，同时也考虑了月球自转的影响；由开普勒第二定律和第三定律推导速度公式求出嫦娥三号的速度大小和根据能量守恒定律和角动量守恒定律求出近月点速度方向。对于第二问，采用优化模型，开展Lingo编程确定嫦娥三号的着陆轨道和在6个阶段的最优控制策略。对于第三问利用误差公式和Lingo软件报告窗口进行相应的误差分析和敏感性分析。基于前2天2夜的工作，模型构建，程序编写已基本完成以及论文雏形也已形成，在第三天中我们主要进行了论文的写作并不断地修改。在提交论文前一个小时我们终于将论文完成。由于全国参赛人数多，在提交论文上出现了问题，组委会邮箱服务器崩溃，邮件不能发送成功，最后在组委会的努力下，数学中国和老师们的通知下，我们均成功提交了论文。经过一周后我们去省里进行了答辩，这意味着我们有很大希望获得国奖，我们三人都非常高兴，怀着略微忐忑的心情完成了答辩，最终我们荣获了全国二等奖。

4 结论

基于14年参加国赛的经历。本人深刻地认识到要取得数学建模好成绩，关键归结于以下四个方面：赛题思路、模型构建、算法实现和论文写作。赛题思路取决于个人的思维；模型构建取决于是否有认真对待数模培训和论文模拟。就我个人而言：一个团队成员应该包括程序员、写手和有影响力的leader（一个专门编程，一个负责论文写作，另一个统揽大局）。如果能够在正式比赛之前达到此要求，将会有很大希望获得好成绩。

5 结语

数学建模竞赛是一项很有意义的活动。“一次参赛，终生受益”，当你亲自经历过，你会发现原来数学是这么的有用，你能够从啃书本中脱离出来，真实地品尝到发现问题，研究问题和解决问题的酸甜苦辣，同时意志力也将得到前所未有的磨练。数模能力是其它活动无法培养出来的，感受也因人而异，有人说数模培养创新能力、运用知识能力和计算机能力等等，但是我觉得这些是远远不够的，只有亲身经历，才能够真正体会到数学建模的无穷魅力。最后本人衷心地希望越来越多的大学生们能够踊跃参与其中（全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛和数学中国数学建模网络挑战赛），同时也希望数模平台（数学中国）越来越好。

作者简介:倪吉祥（1993-）,男,本科生,E-mail：NJX1993321@163.com ,15737978919。

@QYY1994

风中的漂流瓶

占个位！由于最近本人事情比较多，文章写的比较仓促，望请原谅！等过一段时间后，会将美赛感想好好写写，希望能够和大家一起分享这段愉快的数模经历。

数学中国—罂粟

支持分享参赛感想！写的很好，希望可以有机会给你刊登！