哈尔滨工业大学《系统建模与仿真》系统MS 第2章.pdfVIP

1.2.1 系统模型 （6 ）  系统模型-why?  为了研究、分析、设计和实现一个系统，需要进行试验，可以分为两大类：  在真实系统上进行；  构造模型并用模型试验来代替在系统上的实验。  后者必不可少，主要原因有四：  系统还处于设计阶段  真实系统尚未建立，需要了解未来系统的性能，只能通过对模型的试验来了解；  可能会引起破坏或发生故障  在真实系统上进行试验，可能会引起破坏或发生故障，如处于运行状态的化工系 统、电力系统、火箭系统等；  系统无法恢复  如经济系统，新政策出台，经过一段时间才能看出效果，若造成损失已经无法挽 回了；  试验条件无法保证  如多次试验，难以保证每次试验条件相同，或试验时间太长、或费用昂贵。  其它？（同学们课题、论文研究中的使用模型原因？）  方法验证？…….. 控制科学与工程学科 硕士研究生 系统建模与仿真 哈尔滨工业大学控制与仿真中心 授课教师： 杨明 马萍 李伟 2 第 章系统（数学）建模方法 1 2.1系统抽象与数学描述 2 2.2 相似概念简介 3 2.3 系统建模原则、一般途径 4 2.4 模型有效性与数学建模过程框架 5 2.5 常用数学建模方法 2 第 章系统（数学）建模方法 2.1系统抽象与数学描述  2.1.1 实际系统的抽象  本质上，系统数学模型是从系统概念出发的关于现实世界的一小 部分或几个方面的抽象的“映像”。  系统数学模型建立：  根据建模目标对实际系统进行抽象  描述变量起着重要的作用，它可观测，或不可观测  建立输入、输出、状态变量及其间的函数关系  这种抽象过程称为模型构造 2 第 章系统（数学）建模方法 2.1系统抽象与数学描述  2.1.1 实际系统的抽象  输入变量：从外部对系统施加影响或干扰的可观测变量  输出变量：系统对输入变量的响应结果  输入、输出变量对的集合，表征着真实系统的“输入-输出”性 状（关系）。  综上述，真实系统可视为产生一定性状数据的信息源，而模型则 是产生与真实系统相同性状数据的一些规则、指令的集合，抽象 在其中则起着媒介作用。  数学建模就是将真实系统抽象成相应的数学表达式 （一些规则、 指令的集合） 2 第 章系统（数学）建模方法 2.1系统抽象与数学描述 2.1.1 实际系统的抽象 （可观测） （可观测） 输入变量 系 统 输出变量 观测屏障 抽象（依据建模目标） 系 统 ω （t ） ρ （t ） 黑箱 数学描述: 灰箱 白箱 ω（t）、ρ（t）输入输出变量对