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好,我先把 A 题的“冲 O 全流程”补全,标出你现有“模型建立”应该放在哪一步;然后我会体检你这份模型(优点/风险点/可做的微调);最后给你一套 A 题 Prompt Pack(分步骤、可并行、多模型对比、文献回灌优化)。
1) A题冲O全流程(含:你模型建立应插入的位置)
A 题硬要求是:必须是显式连续时间模型(ODE/系统方程),数据只能“支持与校验”,不能用离散回归/黑箱替代。 并且要做:TTE预测、误差/不确定性、敏感性、建议(用户+OS)、讨论优缺点与扩展。
全流程(建议按这个当论文生产流水线)
Step 0|统一“符号/单位/边界”规范
- 电流方向、SOC范围、温度单位(K/°C)、功率单位(W)、容量(Ah)等统一。
Step 1|读题→评分点对齐(任务拆解)
- 把题面4条要求拆成“必须交付的图/表/结论”。
Step 2|数据计划(哪怕不用真实数据也要能验证)
- 选择:自采数据(电量% vs 时间、亮度、屏幕点亮、网络强度等)或公开规格+文献范围;明确用于“标定哪些参数、验证哪些曲线”。
Step 3|模型建立(你已经完成的部分,放这里)✅
- 连续时间 SOC 动态 + 负载功率映射 + 电压/内阻/温度/记忆效应闭环。
Step 4|参数化与可识别性(“哪些能拟合、哪些只能给范围”)
- 建“参数表”:来源类型(规格/文献/实验拟合/自设范围)+ 合理区间。
Step 5|数值求解与稳定性验证
- 步长选择、收敛性、停机判据(Vcut/Δ<0 等)。
Step 6|情景库(Scenario Bank)
- 低/中/高负载;好/差信号;冷/热环境;“短时爆发+尾耗”;不同初始电量。
Step 7|验证与可信度(闭环)
- 能量守恒量级检查、曲线形状合理性、与简单基线模型对照。
Step 8|敏感性+不确定性
- 哪些因素最伤续航?哪些几乎不影响?(要给排序和量化幅度)
Step 9|建议输出(用户+OS策略)
- 把敏感性结果翻译成“最划算动作 Top-k + 何时触发 + 代价/副作用”。
Step 10|写作包装(Summary Sheet + 结论图表 + 局限与扩展 + AI报告)
- 一页Summary写“模型一句话+三条发现+三条建议+一条创新”。
2) 你现有模型体检(很好用,O奖友好)+ 可做的“微调”
你这份模型已经是非常标准、甚至偏“强”的 O 奖主线:
- 状态向量包含 SOC z、极化记忆 v_p、热状态 T_b、SOH S、网络尾耗 w
- 负载功率把亮度/CPU/网络拆开,并引入信号质量惩罚与尾耗状态
- SOC/极化/热/老化都是连续 ODE
- 用 CPL(恒功率负载)闭环求电流,且有 Δ(t) 可行性/崩溃条件解释“突然掉电关机”
- R0、Qeff 对温度与SOH耦合,能解释冷天/老化掉电
- 数值解法与停机判据也写好了
我建议的 3 个“只微调、不推倒重来”的改进
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OCV 公式的低 SOC 奇异点保护 你用的 modified Shepherd 含 (1/z) 项 ,数值上 z→0 会炸。 微调:用 (z_\text{eff}=\max(z,z_{\min}))(比如 0.02)替代 z 进入 OCV;并在论文里解释“BMS 低电量不可用区”。
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热模型的“极化热”写成非负更稳 你现在热源写 (I^2R_0 + I v_p) 。为了避免符号/能量口径争议,建议改成 [ \dot T_b=\frac{1}{C_{th}}\Big(I^2R_0+\frac{v_p^2}{R_1}-hA(T_b-T_a)\Big), ] 其中 (v_p^2/R_1) 是极化支路电阻耗散,更“物理上不容易被挑刺”。(不改也能用,但这个改法更保险。)
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加入一个很轻量的“电流上限/降频策略”(会很加分) 手机在低电压/高温会降频限功率,你现在的 CPL 会在低压时推高电流 。 微调:加一个饱和 [ I=\min(I_\text{CPL}, I_\text{max}(T_b)) ] 或等价地限制 (P_{\text{tot}})(OS/PMIC 限功率)。这能把“用户建议/OS策略”自然接到模型里,写建议时非常顺。
3) A题 Prompt Pack(你已建好模型 → 用提示词完成后半程并做对照/优化)
下面每一步都是“可直接复制给任意大模型”的提示词。 你可以并行跑:Step 2(多模型备选)/Step 4(参数标定)/Step 8(敏感性)/Step 9(建议与信)然后 Step 10 汇总统一。
Prompt 0|统一角色与硬约束(每次开新会话先贴)
提示词: 你是 MCM O 奖级数学建模专家。必须满足:
- 明确给出连续时间模型(ODE/系统),不能用离散回归/黑箱代替。
- 必须输出:符号表、单位检查、假设清单、参数表(来源/范围/可识别性)、验证与不确定性、敏感性、建议(用户+OS)、局限与扩展。
- 写作语言中文,保留必要英文术语。 现在开始处理 2026 MCM A 题:Modeling Smartphone Battery Drain。
Prompt 1|读题拆解 + 评分点对齐
提示词: 请把 A 题要求拆成:必须完成/加分项/常见失分点,并输出建议的论文目录(≤25页)。特别强调:连续时间模型要求、TTE预测与不确定性、敏感性与建议需要怎样呈现才像 O 奖论文。
Prompt 2|基于“现有主模型”做审计(查漏补缺 + 备选模型库)
提示词: 我已经有一套主模型(Thevenin ECM + SOC ODE + 极化记忆 + 热耦合 + SOH + 网络尾耗状态 + CPL闭环求电流)。 请你:
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用“题面四条要求”逐条对照审计:哪些已经覆盖?哪些需要补一段解释或补一个实验/图表?
-
生成 3 套“备选模型”用于对照与敏感性:
- 极简基线(只做 SOC + 线性功率)
- 中等复杂度(ECM但不做CPL,或不做热/尾耗)
- 强化版(加入限功率/降频控制或在线参数估计) 对每套备选模型给:方程、优缺点、适用场景、用来对照主模型的目的。
Prompt 3|把“主模型”写成论文级:符号表 + 方程链路 + 因果叙事
提示词: 请把主模型整理成“论文可直接粘贴”的形式:
- 符号表(变量/单位/范围)
- 模块化方程:负载功率映射 → 电流闭环 → SOC/极化/热/老化 → 输出TTE
- 解释“为什么会出现不可预测”:输入波动 + CPL非线性 + 记忆状态 要求:每个方程后用一句话说明物理意义;并指出关键非线性来自哪里。
Prompt 4|参数标定与数据方案(就算没数据也要能“可验证”)
提示词: 请制定参数标定计划:
- 哪些参数必须来自文献/规格(给合理范围与量级)
- 哪些参数可通过简单实验拟合(如电压脉冲估R0、弛豫估R1C1、不同信号强度拟合网络惩罚指数)
- 如果完全拿不到实验数据,如何用“量级约束 + 合理性校验”避免拍脑袋 输出:参数表模板(参数/含义/单位/来源类型/建议范围/是否可识别/对TTE影响预期)。
Prompt 5|情景库设计(覆盖题面:活动/环境/初始电量)
提示词: 请设计一个“情景库”(至少 8 个场景),每个场景给出:
- 初始SOC、环境温度、信号质量、亮度/CPU/网络/GPS的时间函数(可用分段平滑)
- 该场景的现实解释(如通勤地铁弱信号+导航、冬天户外拍照、游戏爆发+后台尾耗)
- 你预计的“电流/温度/Δ(t)接近崩溃”的行为特征 并说明这些场景如何覆盖题面要求的“不同条件下TTE差异与驱动因素”。
Prompt 6|数值求解与稳定性(让评委相信你算得对)
提示词: 请给出主模型的数值求解方案:
- 采用何种积分(RK4/自适应)与步长选择依据
- 每一步如何解CPL电流、如何处理Δ<0、Vcut、z下限
- 给出至少 2 个数值自检:步长减半收敛、能量守恒量级检查 输出:伪代码 + 论文里该怎么写“数值可靠性”。
Prompt 7|验证与“可信度闭环”
提示词: 请给出 3 种验证/校验方式(不要求真实数据也能做):
- 能量预算校验(Wh 与平均功率推TTE量级)
- 与极简基线模型对比(误差来源解释)
- 极端情景合理性(冷/弱信号/低SOC时更易关机) 要求:每种校验给出应展示的图表与读者能读出的结论句式。
Prompt 8|敏感性 + 不确定性(冲 O 的关键)
提示词: 请对主模型做敏感性与不确定性设计:
- 局部敏感性(对亮度、CPU、网络、信号质量、温度、R0、Qeff等)
- 全局敏感性(用采样/蒙特卡洛/拉丁超立方)
- 输出“影响TTE Top-5 因素排序”,并说明哪些因素“出奇地影响很小” 要求:给出建议图表清单(龙卷风图、贡献分解、置信区间带等)和一段可直接写进论文的解释模板。
Prompt 9|把结果翻译成“用户建议 + OS策略”(要可执行)
提示词: 基于敏感性结果,请输出:
- 用户侧 Top-7 节电动作(按“每单位牺牲换来的TTE提升”排序,例如降亮度、关5G/切WiFi、限制后台、避免弱信号高数据等)
- OS侧策略:提出一个“触发条件→动作→预期收益→副作用”的规则表(例如当Δ接近0或Tb过高时限功率/降频/延迟后台同步)
- 给出一段“为什么这些建议在模型里成立”的因果解释(对应方程链路)。
Prompt 10|最终写作包装(Summary Sheet + 结论段落模板)
提示词: 请生成三类可直接套用的写作模板:
- 1页 Summary Sheet(问题、模型一句话、关键发现3条、建议3条、创新点2条)
- “模型假设与局限性”段落(避免被挑刺)
- “可推广性与扩展”段落(推广到其他便携设备/多循环老化预测) 要求:所有结论必须能回指到模型变量或图表,不要口号式表达。