第三章 系统模型与模型化 概述.pptxVIP

系统模型与模型化概述 模型的定义模型可以说是现实系统的替代物。模型是现实系统的理想化抽象或简洁表示，它描绘了现实系统的某些主要特点，是为了客观地研究系统而发展起来的。概述 模型的特征它是现实世界部分的抽象和模仿它是由那些与分析的问题有关的因素构成的它表明了有关因素间的相互关系概述 模型是描述现实世界的一个抽象易处理现实性反映实际高于实际现实性易处理性概述 模型化的定义为描述系统的构成和行为，对实体系统的各种因素进行适当筛选，用一定方式（数学、图像等）表达系统实体的方法。简言之就是构模的过程。概述 模型化的本质、作用及地位本质利用模型与原型之间某方面的相似关系，在研究过程中用模型来代替原型，通过对模型的研究得到关于原型的一些信息。这里的相似关系是指两事物不论其自身结构如何不同，其某些属性是相似的。概述 模型化的本质、作用及地位作用概述 模型化的本质、作用及地位作用总之，模型研究具有经济、方便、快速和可重复的特点，它使得人们可以对某些不允许进行试验（如社会、经济)的系统进行模拟试验研究，快速显示它们在各种条件下漫长的反映过程，并很经济，可重复进行。概述 模型化的本质、作用及地位地位模型的本质决定了它的作用的局限性。模型不能代替对客观系统内容的研究，只有在和对客体系统内容研究相配合时，模型的作用才能充分发挥。模型是对客体的抽象，由它得到的结果，必须再拿到现实中去检验。系统模型（化）的作用与地位概述 模型的分类概述 模型的分类概念模型类型是否好定义可传递程度思维模型困难不容易字句模型一般不容易描述模型容易容易概念模型 通过人们的经验、知识和直觉形成概述 模型的分类符号模型类型表现形式优点结构模型图（如有向图）、表（如矩阵表）直观、便捷数学模型数学表示式准确、简洁、易于操作符号模型 用符号来代表系统的各种因素和它们间的相互关系。（抽象模型）概述 模型的分类物理模型：是以具体的、明确的材料 构成的图像模型：是客体的图像这些模型是描述的而不是解释的形象模型 把现实的东西的尺寸进行改变（如放大或缩小）后的表示。概述 模型的分类类比模型 与实际系统作用相同，利用一组参数来表示实际系统的另一组参数仿真模型 用计算机对系统进行仿真时所用的模型其他 模型的分类方式很多，可按它们的不同特性（如用途、变量的性质等）加以分类。概述 模型的分类概述 构建模型的一般原则建立方框图考虑信息相关性考虑准确性考虑集结性抓主要矛盾清晰明了精度要求适当尽量使用标准模型概述 构建模型的一般原则建立方框图 一个系统是由许多子系统组成的。建立方框图的目的是简化对系统内部相互作用的说明。用一个方框代表一个子系统。系统作为一个整体，可用子系统的连接方式来表示。系统的结构就很清晰。概述 构建模型的一般原则建立方框图概述 构建模型的一般原则考虑信息相关性 模型中只应包括系统中与研究目的有关的那些信息考虑准确性 建模时，对所收集的用以构模的信息应考虑其准确性考虑集结性 建模时需要进一步考虑的因素是把一些个别的实体组成更大的程度。概述 构建模型的一般原则 飞机自动驾驶仪能保持或改变飞行的姿态、高度和轨迹，实现飞机的爬升、下降和转弯。 自动驾驶仪稳定飞机俯仰角为研究对象例：飞机-自动驾驶仪系统概述 构建模型的一般原则被控对象：飞机被控量：飞机俯仰角测量装置：垂直陀螺仪、反馈电位器执行机构：舵机控制器：比例控制器系统的控制方块图例：飞机-自动驾驶仪系统概述 构建模型的一般原则抓住主要矛盾 模型只应包括与研究目的有关的方面，而不是对象系统的所有方面。例如，对一个空运指挥调度系统的研究，建模只需考虑飞机的飞行航向而无需考虑其飞行姿态。概述 构建模型的一般原则精度要求适当 建立系统模型，应该视研究目的和使用环境不同，选择适当的精度等级，以保证模型切题、实用，而又不致花费太多。概述 构建模型的一般原则精度要求适当例: 一个受外力F作用下的物体M，其动力学系统的数学模型，在不同使用环境下有不同精度等级，应该适当选择。 当物体的运动速度v足够小时，可以忽略空气阻力的影响，其符合精度要求的数学模型为概述 构建模型的一般原则精度要求适当例: 当速度V提高到必须考虑空气阻力的影响时，则其符合精度要求的数学模型为在上式基础上加空气阻力。 当物体的运动速度接近于光速3 X 108m/s时，按相对论原理，此时M将不是常数，需要建立新的模型。概述 构建模型的一般原则清晰明了 一个大型复杂系统是由许多联系密切的子系统组成的，因此对应的系统模型也是由许多子模型(或模块)组成的。在子模型与子模型之间，除了保留研究目的所必要的信息联系外，其它的祸合关系要尽可能减少，以保证模型结构尽可能清晰明了。概述 构建模型的一般原则尽量使用标准模型 在建立一个实际系统的模型时，应该首先大量调阅模型库中的标准模型，如果其