系统模型、系统优化及系统仿真的相互关系
系统工程学学习总结系统建模与优化的理论与实践
系统工程学学习总结系统建模与优化的理论与实践系统工程学学习总结——系统建模与优化的理论与实践系统工程学是一门综合性学科，旨在研究和解决复杂系统的设计、开发、运营和优化问题。
在系统工程学的学习过程中，系统建模与优化是一项重要内容，本文将对系统建模与优化的理论与实践进行总结。
一、系统建模系统建模是对待研究对象进行抽象和描绘的过程，旨在找出问题的本质和关键。
它能够帮助我们理解和分析系统的结构、功能和行为，并为系统的优化提供基础。
1. 功能模型功能模型是系统建模中常用的一种方法。
它通过识别和描述系统中各个部分的功能及其相互关系，帮助我们理解系统的整体功能以及子功能之间的依赖关系。
常见的功能模型包括功能流程图和功能树等。
2. 结构模型结构模型主要关注系统中各个组成部分的结构和组织关系。
通过结构模型，我们可以清晰地描述系统中各种组件、模块或对象之间的关系，从而更好地理解系统的内部结构。
常见的结构模型有层次结构图、数据流图等。
3. 行为模型行为模型是描述系统中各个部分的动态行为和相互作用方式的模型。
通过行为模型，我们可以模拟系统中各种状态的变化，分析系统的响应和行为，并发现潜在的问题或优化方案。
常见的行为模型包括状态转换图、时序图等。
二、系统优化系统优化是通过调整系统的各个组成部分、参数或结构，使系统在满足一定约束条件的前提下，达到最优性能或效果。
系统优化不仅依赖于理论的支持，也需要实践中的验证和调整。
1. 数学建模数学建模是系统优化的重要手段之一。
通过建立合适的数学模型，我们可以将复杂的系统问题转化为数学形式，并利用数学工具和方法进行求解和优化。
常用的数学建模方法包括线性规划、动态规划、遗传算法等。
2. 实验设计实验设计是系统优化的另一种重要方式。
通过设计合适的实验方案，我们可以获取系统的观测数据，并利用统计学方法进行分析和优化。
实验设计可以帮助我们验证理论模型的有效性，并找出系统中的潜在问题与改进方向。
3. 模拟与仿真模拟与仿真是系统优化的实践手段之一。
系统建模与仿真课程设计
系统建模与仿真课程设计一、课程目标系统建模与仿真课程设计旨在让学生掌握以下知识目标：1. 理解系统建模与仿真的基本概念、原理和方法；2. 学会运用数学和计算机工具进行系统建模与仿真；3. 掌握分析、评估和优化系统模型的能力。
技能目标：1. 能够运用所学知识对实际系统进行建模；2. 独立完成仿真实验，并对结果进行分析；3. 能够针对具体问题提出合理的建模与仿真方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；2. 激发学生对科学研究的兴趣，培养创新精神和实践能力；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到系统建模与仿真在解决实际问题中的价值。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为以下具体学习成果：1. 掌握系统建模与仿真的基本概念和原理，能够解释现实生活中的系统现象；2. 学会使用数学和计算机工具进行系统建模与仿真，完成课程项目；3. 能够针对实际问题，运用所学知识进行分析、评估和优化，提出解决方案；4. 培养团队协作能力，提高沟通表达和问题解决能力；5. 增强对科学研究的好奇心和热情，树立正确的价值观。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 系统建模与仿真基本概念：介绍系统、建模、仿真的定义及其相互关系，分析系统建模与仿真的分类和特点。
2. 建模方法与仿真技术：讲解常见的建模方法（如数学建模、物理建模等）及仿真技术（如连续仿真、离散事件仿真等），结合实例进行阐述。
3. 建模与仿真工具：介绍常用的建模与仿真软件，如MATLAB、AnyLogic 等，并指导学生如何使用这些工具进行系统建模与仿真。
4. 实践项目：设计具有实际背景的系统建模与仿真项目，要求学生分组合作，运用所学知识完成项目。
教学内容安排如下：第一周：系统建模与仿真基本概念，引导学生了解课程内容，激发学习兴趣。
第二周：建模方法与仿真技术，讲解理论知识，结合实例进行分析。
《系统工程》作业集答案
③社会系统的非线性。非线性是指社会现象中原因和结果之间所呈现出的极端非线性关系。
3.图表展示SD的工作程序
答：
4.简述SD结构模型地建模步骤
答：1.明确系统边界，即确定对象系统地范围
2.阐明形成系统结构地反馈回路，即明确系统内部活动地因果关系链
三、判断正误
1.Hall三维结构与Checkland方法论均强调定量分析。( F )
2.Checkland方法论是在Hall三维结构的基础上提出的，因而更为合理。( F )
3.系统分析原理与Hall三维结构和Checkland方法论有密切联系。( T )
四、简答
1.画图表示系统分析的基本步骤
答：
2.简述切克兰德方法论的主要内容和工作过程
《系统工程》作业集答案
第一章
1.系统：系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所构成，具有特定功能、结构和环境的整体。
2.系统工程：用定量与定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织的建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。
二、判断正误
2.连续系统：连续系统是指系统中的状态变量随时间连续地变化的系统。
3.离散系统：离散系统是离散事件动态系统的简称，是指系统状态变量只在一些离散地时间点上发生变化地系统。
4.因果箭：连接因果要素地有向线段，箭尾始于原因，箭头终于结果。
5.因果链：因果关系具有传递性，用因果箭对具有递推性质地因果关系加以描绘即得到因果链。
③利用模型可以进行“思想”试验。
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。
(完整版)控制系统数字仿真题库
控制系统数字仿真题库一、填空题1. 定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。
2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。
3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。
4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。
5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。
6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。
7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。
8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，其中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。
9、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。
10．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是微分方程和差分方程。
11．系统模型根据描述变量的函数关系可以分类为线性模型和非线性模型。
12 仿真模型的校核是指检验数字仿真模型和数学模型是否一致。
13．仿真模型的验证是指检验数字仿真模型和实际系统是否一致。
14．计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。
15．系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验。
16．系统仿真根据模型种类的不同可分为：物理仿真、数学仿真和数学-物理混合仿真。
17．根据仿真应用目的的不同，人们经常把计算机仿真应用分为四类，分别为：系统分析、系统设计、理论验证和人员训练。
18．计算机仿真是指将模型在计算机上进行实验的过程。
19. 仿真依据的基本原则是:相似原理。
20. 连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。
21．保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置。
22．零阶保持器能较好地再现阶跃信号。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程是一种综合性的工程方法论，它将系统理论、系统分析、系统设计、系统管理等多学科知识融合在一起，以解决复杂系统问题为目标，是一种以系统为研究对象，以系统为分析对象，以系统为设计对象，以系统为管理对象的综合性学科。
系统工程方法论的提出，旨在解决传统工程方法在处理复杂系统问题时所面临的困难和不足，通过系统的思维方式和方法手段，实现对复杂系统的全面、系统性的分析和解决。
系统工程方法论的核心理念是系统思维，它要求工程师在处理问题时要从整体的角度去考虑，而不是局部的角度。
系统工程方法论强调系统的整体性、协同性和综合性，要求工程师在设计和管理系统时，要考虑系统的各个部分之间的相互关系，以及系统与外部环境的相互作用，从而实现系统的高效运行和优化管理。
系统工程方法论的应用范围非常广泛，它可以应用于各种工程领域，如航空航天、电子信息、交通运输、能源环保、军事国防等。
在航空航天领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的飞行器系统，保证飞行器的安全性和可靠性；在电子信息领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的通信系统和网络系统，保证信息的传输和交换的高效和安全；在交通运输领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的交通运输系统，提高交通运输的效率和安全性。
系统工程方法论的核心方法包括系统分析、系统建模、系统仿真、系统优化、系统集成等。
系统分析是系统工程的第一步，它要求工程师对系统的各个部分进行全面的分析，找出系统存在的问题和瓶颈；系统建模是系统工程的重要手段，它要求工程师利用数学模型和计算机模拟技术，对系统进行抽象和描述；系统仿真是系统工程的重要方法，它要求工程师利用仿真软件对系统进行模拟和验证；系统优化是系统工程的重要目标，它要求工程师找出系统的最优解，使系统达到最佳状态；系统集成是系统工程的重要环节，它要求工程师将系统的各个部分有机地结合在一起，实现系统的整体性和协同性。
系统建模与仿真概述
仿真语言
专用的仿真语言，如GPSS、Simscript、SLAM以及SIMAN，它们为大多数人使 用的各类仿真提供了一个更好的框架。然而，人们还需要花费相当多的时间来学 习这些仿真语言的特征及如何有效的使用它们，而且，使用者还必须面对其可可 、严格的语法要求。
高级仿真器
很多针对各种系统的高级仿真器，例如将在第 2章介绍的Witness、Arena等。这 些软件在图形界面更易于理解，语法结构简单易于理解，使得仿真不再需要很高 深的计算机编程技术。
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2.2 如何实施仿真
②简单性
从实用的观点来看，由于在模型的建立过程中，忽略了一些次要因素和某些 非可测变量的影响，因此实际的模型已是一个被简化了的近似模型。 一般来说，在实用的前提下，模型越简单越好。
③多面性
对于由许多实体组成的系统来说，由于其研究目的不同，就决定了所要收集 的与系统有关的信息也是不同的，所以用来表示系统的模型并不是唯一的。 由于不同的分析者所关心的是系统的不同方面，或者由于同一分析者要了解 系统的各种变化关系，对同一个系统可以产生相应于不同层次的多种模型。
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2.1 系统仿真的定义
不可或缺的角色。
Simulation
（1）静态和动态：静态模型与时间没有关系，而在动态模型中时间却扮演着
在2.2 节介绍的浦丰投针问题就属于静态仿真，其中没有时间要素。 而实际系统仿真所模拟的对象多数是动态系统，例如对银行营业厅顾客 服务效率的仿真，顾客的到达是同时间相关的，在不同时刻，顾客到达 速率可能不同，队列队长可能不同，柜台开放数量可能不同等。 （2）连续和离散： 在连续模型中，系统状态虽时间连续变化，例如水库蓄水量、放水量以 及出现降水和蒸发时水位的变化即属此类。 而在离散模型中，系统状态仅在离散的时刻点发生变化，例如在制造系 统中，零件会在特定的时间到达和离开，机器会在特定的时刻出现故障 和被修复，工人会在特定的时间开始休息和复工。
系统工程复习重点
《系统工程》复习要点1系统概念与系统思想（1）系统基本概念（系统是两个或两个以上相互作用、相互影响的部分组成的具有特定环境、功能和结构的整体），要素、联系（2）功能（系统受环境作用下表现出的功效和能力）（输入、输出）、结构（系统要素之间的组织和秩序）、环境（系统周围的与其相关的因素的集合）（3）系统的6特点（集合性、相关性、层次性、目的性、环境适应性、整体性）2．系统工程基本概念（1）系统工程的研究对象（大规模复杂系统）（2）系统的思想特点⏹系统结构是系统整体效应和系统功能的内在联系；⏹系统功能是系统与环境事件能量、物质和信息之间的变换关系；⏹系统结构是内在作用、功能是外在作用；⏹系统功能是系统内部本身能力的外部表现；⏹结构决定功能，功能决定价值，价值影响生存与发展；⏹系统功能取决于系统的结构与环境；⏹系统和环境之间是相互联系、相互作用、相互变换的。
3．系统工程方法论（1）霍尔三维结构方法：三个维度是什么？（时间维，逻辑维，知识维）系统生命周期七个典型阶段？（策划、方案、研制、生产、安装、运行、更新）逻辑顺序的七个典型步骤？（明确问题、确定目标、系统综合、模型化、最优化、决策、实施计划）（2）切克兰德方法论：工作流程（了解问题意图、根底定义、建立概念模型、比较、寻求改善方案、设计、评价、决策、实施）（3）切克兰德方法论：软系统、无结构问题的特点（难以用准确的语言来描述“可以找到一个有效的方案来达到特定的目的”）、根底定义的概念（将系统的重要特征用结构化的语言来描述，A system to …by …in order to），CATWOE分析六要素（Customer, Actor, Transformation, Waltonschauung, Owner, Environment）（4）霍尔三维结构和切克兰德方法论不同点，要理解（霍尔）哪种方法更适合研究“硬”系统？（切克兰德）哪种方法更适合研究“软”系统？4. 系统分析（1）系统分析的定义和6要素（问题现状、目的和目标、模型、评价、方案、决策者）（2）系统分析的程序（初步分析（明确问题、确定目标、问题综合），规范分析（模型化，系统优化，系统仿真），综合分析（评价、决策））（3）系统分析的特点5. 初步分析（1）工作内容（2）Triz：技术矛盾（两个工程参数的矛盾）、39工程参数、矛盾矩阵（描述所有的技术矛盾，通过以往的例证提供相应的发明原理）的概念6．系统模型（1）规范分析包括哪三项工作内容？（2）模型：定义（现实问题和系统的代替物）、特征（系统部分的抽象、只考虑和要分析问题相关的因素）（3）模型化：一般原则（现实性和可操作性）、意义（提供了脱离现实系统的推理和计算基础、快速方便经济可重复）、局限性（要拿回现实重新试验）7. 系统结构模型（1）系统结构模型的三种表示方式（最重要的是矩阵表达方式）（2）二元关系：概念、传递性、强连接关系（3）邻接矩阵、可达矩阵（4) 可达矩阵上的集合分析：可达集、先行集、共同集、起始集、终止集（5）ISM：区域划分、级位划分、提取骨架矩阵（又细分为3步、理解越级的二元关系）、会画多级递阶有向图8. 优化与仿真（1）会根据问题建立动态规划模型，指导如何递推计算及求出结果（2）离散事件系统系统仿真的基本概念：实体、属性、状态、事件、活动、进程（3）事件、活动、进程三者之间的关系（4）仿真模型的验证、校核和确认含义验证（Verification）：确定仿真模型本身是否存在语法和逻辑错误；认证（Validation）：确定仿真模型是否精确代表理论模型；确认（Accreditation）：确定仿真模型是否真实反映实际系统，能否被实际需要和特定目的所接受。
系统建模与仿真-第3章 系统仿真方法与技术
3.4 系统仿真技术的应用
3.4.5 仿真技术在CIMS中的应用
(1)CIMS的需求分析仿真 (2)CIMS的设计仿真 (3)CIMS的仿真测试 (4)CIMS运行与维护的仿真支持
3. 5 系统仿真技术的特点
(1)安全性 (2)经济性 (3)可重复性
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3.2 系统仿真技术的分类
2.根据仿真计算机类型分类
根据所使用的仿真计算机类型也可将仿真分为三类： （1）模拟计算机仿真； （2）数字计算机仿真； （3）数字模拟混合仿真。
3.2 系统仿真技术的分类
3.根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类
实际动态系统的时间基称为实际时钟。而系统仿真时模 型所采用的时钟称为仿真时钟。根据仿真时钟与实时时 钟的比例关系，系统仿真分类如下： (1)实时仿真。 (2)亚实时仿真。 (3)超实时仿真。
3.4 系统仿真技术的应用
3.4.4 仿真在产品开发及制造过程中的应用
设计人员或用户甚至可“进入”虚拟的制造环境检验其 设计、加工、装配和操作，而不依赖于传统的原型样机的反 复修改。这样使得产品开发走出主要依赖于经验的狭小天地 ，发展到了全方位预报的新阶段。下图简要表示了虚拟制造 与实际制造的联系与区别。
(5) 试验时间太长、费用太大或者有危险等。
3.4 系统仿真技术的应用
3.4.3 仿真在教育与训练中的应用
训练仿真系统是利用计算机并通过运动设备、操纵设备、显 示设备、仪器仪表等复现所模拟的对象行为，并产生与之适 应的环境，从而成为训练操纵、控制或管理这类对象的人员 的系统。 根据模拟对象、训练目的，可将训练仿真系统分为三大类： (1)载体操纵型：这是与运载工具有关的仿真系统，包括航空 、航天、航海、地面运载工具，以训练驾驶员的操纵技术为 主要目的。 (2)过程控制型用于训练各种工厂(如电厂、化工厂、核电站 、电力网等)的运行操作人员。 (3)博弈决策型用于企业管理人员(厂长、经理)、交通管制人 员(火车调度、航空管制、港口管制、城市交通指挥等)和军 事指挥人员(空战、海战、电子战等)的训练。
【系统】生产系统建模与仿真
【关键字】系统《建模与仿真》课程教学大纲(Modeling and Simulation)课程编码：学分：2.5总学时：40适用专业：工业工程先修课程：生产计划与控制、工程统计学、工程数学、运筹学、计算机编程技术一、课程的性质、目的和任务《建模与仿真》是面向工程实际的应用型课程，是工业工程系的主导课程之一。
学生通过本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高生产能力和生产效率。
本课程的目的是要求学生通过学习、课堂教育和上机训练，能了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理。
并熟悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能。
使学生了解计算机仿真的基本步骤。
结合本课程的特点，使学生掌握或提高系统化分析问题和解决问题的能力,为系统化管理生产打下根底。
二、教学基本要求具体在教学过程中要求学生应该达到：1.全面了解本课程的性质与任务、框架内容以及理论和方法；2.掌握仿真的概率统计根底知识。
3.掌握供理论模型建模方法。
4.掌握仿真模型的设计与实现方法。
5.熟练应用建模理论,对排队系统、库存系统、加工制造系统进行建模仿真。
三、教学内容与学时分配离散事件系统仿真是仿真技术的重要领域，在规划论证、方案评估、计划调度、加工制造、产品试验、生产培训、训练模拟、管理决策等方面得到广泛应用。
本课程深入地介绍了离散事件系统建模仿真的理论、方法和技术，突出对理论建模方法和计算机实现技术的讲解，对离散事件系统建模仿真的发展和应用情况做了比较详尽的介绍。
具体教学内容如下：第一章绪论 4学时本章分析了系统和制造系统定义、组成与特点，介绍了系统建模与仿真的基本概念和使用步骤，并给出应用案例。
本章教学目标：本章教学基本要求：了解常用术语及常用的仿真软件，了解仿真技术的的发展状况及应用。
理解系统与制造系统的定义及系统建模与仿真的概念及系统、模型与仿真之间的关系。
掌握制造系统建模与仿真的基本概念及基本步骤。
系统的模型、优化与仿真的关系
系统的模型、仿真与优化三者之间的关系宇宙间任何复杂的事物都是由系统构成的，简单的、复杂的；单一的、交织的等。
人类社会文明的进步必然要跟世间的万物发生关系，这也就表明人们会不可避免的跟万物间的系统发生干涉，包括对系统的认识、了解、改造等。
当然，想要改造系统，或者创造一个新生的系统，很多时候并不能理想的去直接与所要干涉的系统工程发生关系，因为有时候所涉及的系统往往过于复杂或者抽象。
因此，通过建立一个可以直观感知，甚至是触碰的系统模型，并在对模型的研究中得出一些对原始系统的结论似乎是一种更为行之有效的办法。
对系统改造的最终目的是为了实现系统的最优化，从而输出最优解。
由于系统的某些实际原因使得不能对系统直接进行研究，因此需要建立系统模型，并通过对模型系统的仿真，从而得出实际系统的最优解。
由此看来：建立合理的系统模型是一切系统活动的前提；对模型系统的仿真是系统研究的手段；而使系统最优化并得出系统的最优解则是这一系列系统活动的最终目的。
系统模型是指以某种确定的形式（如文字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某一方面本质属性的描述。
对系统模型而言：一方面，根据不同的研究目的，可对同一系统可建立不同的系统模型，另一方面，同一系统模型也可代表不同的系统。
系统模型的特征有以下三个：（1）它是现实系统的抽象或模仿；（2）它是由反映系统本质或特征的主要因素构成的；（3）它集中体现了这些主要因素之间的关系。
因此，要想更贴近实际的对一个系统进行研究就必须建立一个合理的系统模型。
系统仿真，就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
其利用计算机来运行仿真模型，模拟系统的运行状态及其变化的过程，并通过对仿真运行过程的观察和统计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特性，以此来估计和推断实际系统的真实参数和真实性能。
系统工程复习题及答案
系统⼯程复习题及答案《系统⼯程》复习题及答案第⼀章⼀、名词解释1.系统：系统是由两个以上有机联系、相互作⽤的要素所构成，具有特定功能、结构和环境的整体。
2.系统⼯程：⽤定量与定性相结合的系统思想和法处理⼤型复杂系统的问题，⽆论是系统的设计或组织的建⽴，还是系统的经营管理，都可以统⼀的看成是⼀类⼯程实践，统称为系统⼯程。
3.⾃然系统：⾃然系统主要指由⾃然物（动物、植物、矿物、⽔资源等）所⾃然形成的系统，像海洋系统、矿藏系统等。
4.⼈造系统：⼈造系统是根据特定的⽬标，通过⼈的主观努⼒所建成的系统，如⽣产系统、管理系统等。
5.实体系统：凡是以矿物、⽣物、机械和⼈群等实体为基本要素所组成的系统称之为实体系统。
6.概念系统：凡是由概念、原理、原则、法、制度、程序等概念性的⾮物质要素所构成的系统称为概念系统。
⼆、判断正误1.管理系统是⼀种组织化的复杂系统。
( T )2.⼤型⼯程系统和管理系统是两类完全不同的⼤规模复杂系统。
( F )3.系统的结构主要是按照其功能要求所确定的。
( F )4.层次结构和输⼊输出结构或两者的结合是描述系统结构的常⽤式。
( T)三、简答1.为什么说系统⼯程时⼀门新兴的交叉学科？答：系统⼯程是以研究⼤规模复杂系统为对象的⼀门交叉学科。
它是把⾃然科学和社会科学的某些思想、理论、法、策略和⼿段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把⼈们的⽣产、科研或经济活动有效地组织起来，应⽤定量分析和定性分析相结合的法和电⼦计算机等技术⼯具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进⾏分析、设计、制造和服务，从⽽达到最优设计、最优控制和最优管理的⽬的，以便最充分填发挥⼈⼒、物⼒的潜⼒，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。
系统⼯程在⾃然科学与社会科学之间架设了⼀座沟通的桥梁。
现代数学法和计算机技术，通过系统⼯程，为社会科学研究增加了极为有⽤的定量法、模型法、模拟实验法和优化法。
仿真技术知识整理 -p (2)
1.******第一章************2.系统的基本属性：整体性、相关性。
3.系统的三个研究方面、实体（存在于系统中的每一项确定的物体）、属性（实体所具有的每一项有效的特征）、活动（导致系统状态发生变化的一个过程）。
4.系统模型：是对实际系统的一种抽象，是系统本质的表述，是人们对客观世界反复认识、分析，经过多级转化，整合等相似过程而形成的最终结果，它具有与系统相似的数学描述或物理属性，以各种可用的形式，给出研究系统的信息；5.模型的作用：一、提高人们对现实系统的认识（模型具有通信，思考，理解三个层次）；二、提高人们对现实系统决策的能力（管理，控制，设计三个层次）；6.系统仿真可分为实体模型和数学模型，数学模型包括原始系统数学模型（概念模型，正规模型）和仿真系统数学模型（连续系统模型和离散事件系统模型）7.离散事件系统、集中参数系统、分布参数系统研究方法：控制论。
8.离散事件系统研究方法：排队论。
9.数学建模的任务：确定系统模型的类型、建立系统模型结构、给定相应参数。
10.建模所遵循的原则：模型的详细程度和精确度必须与研究目的相匹配，要根据所研究的问题的性质和所要解决问题来确定对模型的具体要求。
11.建模三要素：目的，方法，验证。
建模的途径：演绎法、归纳法；12.仿真研究的三要素：对仿真问题的描述，行为产生器，模型行为及其处理。
13.数学建模信息源：建模目的，先验知识，实验数据。
14.系统仿真概念：以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机、仿真器和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或者设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。
15.仿真的作用：1优化系统设计。
2对系统或系统的某一部分进行性能评价。
3节省经费。
4重现系统故障，以便判断故障产生的原因。
5可以避免试验的危险性。
6进行系统抗干扰性能的分析研究。
7训练系统操作人员。
8为管理决策和技术决策提供依据。
系统模型、仿真和最优化三者的相互关系
题目：试论证系统模型、仿真和最优化三者的相互关系作业要求：1.对己学的内容复习并思考。
2.关系类型：先后、依赖、制约、虚实、统一等关系。
3.字数不少于1000字。
系统模型、仿真和最优化三者的相互关系系统模型、仿真和最优化三者存在先后、依赖、制约、虚实、统一等关系。
一.系统模型、仿真和最优化三者的定义1.系统模型的定义：在一般意义上，模型是一种替代，用于代表原对象以便得到更好的定义，从应用的角度，模型不是原对象的复制，而是根据不同的使用目的，选取原对象的若干方面进行抽象和简化，模型反映出系统的基本组成部分及其间的相互作用关系和整体功能，通过模型可以对现实系统有一个本质的表述。
系统模型是对现实系统的一种描述，同时又是对现实系统的一种抽象。
2.系统仿真的定义：根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
3.最优化的定义：就是在一定的约束条件下，使系统具有所期待的最优功能的组织过程。
是从众多可能的选择中作出最优选择，使系统达到最佳运行状态。
二.系统模型、仿真和最优化三者的相互关系1.先后、依赖关系：系统模型是系统优化和系统仿真的前提，系统模型是本源，没有系统模型无从谈起系统优化及系统仿真。
一个系统模型是对实际情况抽象表达。
在系统模型基础上产生了系统仿真，系统模型是因，系统仿真是果。
系统仿真首先要建立模型，然后运行模型。
系统仿真它使得系统模型具体化，使其以量化的方式表现出来，并可以在虚拟环境对系统模型处在不同的环境下进行工况模拟，通过对运行过程的参数观察和统计，得到被仿真系统的输出参数和基本特性，以此来估计和推断实际系统的真实参数和真实性能。
在系统仿真的基础上我们进行最优化处理，系统仿真是因，模型最优化是果。
最优化是在系统仿真结果的基础上进行分析比较，测定系统在一定的环境条件约束及限制下，使其处在最优的工作状态，或是使目标函数在约束条件下达到最优解。
系统建模与系统仿真的应用
建模方法：基 于数学方程、 基于图论、基
于逻辑等
建模工具： MATL AB、 Simulink、 Modelica等
建模步骤：明 确系统定义、 选择合适的建 模方法与工具、 建立仿真模型 并进行验证等
仿真算法与技术
仿真算法：基于数学模型的算法，用于模拟系统的行为和性能 仿真技术：利用计算机技术实现系统仿真的方法和手段 仿真软件：用于进行系统仿真的专业软件，如Simulink、MATL AB等 仿真应用：系统仿真在各个领域的应用，如航空航天、汽车、电子等
定义：使用数学语言对系统 进行描述和表达
方法：代数法、微分法、差 分法等
技术：离散化、线性化、参 数化等
物理建模
定义：根据实际系统的物理规 律和性质，建立数学模型的过 程。
方法：基于物理方程、传递函 数、状态方程等。
目的：描述系统的动态行为和 性能。
应用领域：工程、科学、经济 等。
混合建模
定义：结合了离散事件建模和连续时间动态系统建模的方法 应用领域：复杂系统、自动ห้องสมุดไป่ตู้制造、物流等 优势：能够处理混合系统中的离散事件和连续动态行为 实现工具：Simulink、Modelica等
系统建模与仿真的标准化与规范化
标准化：制定统一的建模与仿真规范，确保不同系统之间的兼容性和互操作性
规范化：建立完善的建模与仿真流程，确保建模与仿真的准确性和可靠性
标准化与规范化的意义：提高建模与仿真的效率和精度，促进系统建模与仿真技术的 发展和应用
面临的挑战：如何制定科学合理的标准与规范，如何推广和应用这些标准与规范
面向对象建模
定义：将系统视为一系列相互协作的对象，通过对象的属性、行为和相互关系来描述系 统的结构和行为
系统级仿真 示例-概述说明以及解释
系统级仿真示例-概述说明以及解释1.引言1.1 概述系统级仿真是一种通过模拟和仿真整个系统的方法，旨在准确地预测系统的行为和性能。
系统级仿真可以模拟包括软件、硬件和其他系统组件在内的各种系统，包括电子设备、通信网络和航天器等。
它通过建立模型，使用数学和物理原理，模拟系统中各个组件的交互和行为，从而可以评估系统在不同条件下的性能，优化设计方案，并提前发现潜在问题。
系统级仿真在现代科学和工程领域具有广泛的应用。
在电子设备领域，它可以用于评估电路的信号传输、功耗和热管理等性能，优化电路设计。
在通信网络领域，它可以用于评估网络的吞吐量、时延和容错性能，优化网络拓扑和协议设计。
在航天器设计领域，它可以用于评估航天器的轨道和稳定性，指导设计和操作策略的制定。
系统级仿真的优势在于可以提供全面的系统性能评估，减少实际测试的成本和时间。
它可以模拟不同组件的复杂交互，捕捉系统的细节和动态行为。
同时，系统级仿真还可以提供设计优化的方案，帮助工程师和科学家在设计阶段识别和解决问题，提高产品质量和性能。
然而，系统级仿真也面临着一些挑战。
首先，构建系统模型需要对系统的结构和行为有深入的理解，需要耗费大量的时间和资源。
其次，系统级仿真需要涉及多个层面的模型，包括物理、逻辑和控制层面，需要统一各个模型之间的交互和数据传输。
此外，系统级仿真需要合理选择仿真的精度和规模，以保证结果的准确性和可信度。
总之，系统级仿真在科学和工程领域具有重要的作用。
它可以帮助我们深入理解系统的行为和性能，并为优化设计和决策提供有力的支持。
随着科学技术的不断进步，系统级仿真在未来的发展中将继续发挥重要的作用，并为解决复杂问题和推动科学进步做出贡献。
文章结构部分是对整篇文章的框架进行介绍，让读者了解到接下来的内容有哪些主要部分。
以下是文章结构部分的内容示例：1.2 文章结构本文按照如下结构进行展开：1. 引言：首先介绍系统级仿真的概念、背景和意义，以及本文的目的和主要内容。
系统建模与仿真绪论
2仿真技术的应用
2.1 仿真技术在系统设计中的应用 新系统设计：提供了强有力的工具 在可行性论证阶段，进行定量比较，为系统设计打下坚实的
基础 在系统设计阶段，进行模型实验、模型简化并进行优化设计 系统改造设计：涉及新的设备、部件或控制装置 利用仿真技术进行分系统实验，即一部分采用实际部件，另
一部分采用模型，避免由于新的子系统的投入可能造成对 原系统的破坏或影响 大大缩短开工周期，提高系统投入的一次成功率
的基础上实现模型拼合与重用 仿真建模 许多新算法和新软件 模型与实验分离技术，即模型的数据驱动（data driven）。 仿真问题分为两部分：模型与实验 模型又分为两部分：参数模型和参数值 仿真实验 将实验框架与仿真运行控制区 实验框架定义一组条件 输出函数的定义也与仿真模型分离开来
生变化的过程。
环境
边界 输出
输入
系统
系统的特征
1.组成性。系统由两个或两个以上要素组成 2.层次性。系统要素应该能够区分 3.边界性。要素的边界小于系统的边界 4.相关性。要素相互联系，要素和系统都是相对的 5.目的性。要素的结合是为了达到特定的目的 6.整体性。系统是一个整体
“系统”二字往往可以省略
模型描述变量的 轨迹
空间连续变化模 型
空间不连续变化 模型
离散（变化） 模型
模型 形式 偏微分方程
常微分方程 差分方程
有限状态机 马尔可夫链
活动扫描 事件调度 进程交互
变量范围 连续 离散
模型的 时间集合 连续时间
模型
离散时间 模型
连续时间 模型
模型的建立
工程中，很多机械、电气或液压系统的运动规 律都可以基于物理定律用微分方程描述，求解 这些微分方程，就可以了解系统在某种输入信 号作用下的输出响应。
模型、仿真、优化三者关系的论述(周乾龙2012125001)
模型、仿真与优化三者之间关系的论述万物皆系统，我们赖以生存的世界是一个及其庞大的系统，人类为了求得生存和发展，必须不断地认识世界和改造世界。
所谓认识世界就是探索、研究这个庞大系统的结构、组成及其相互关系和相互作用，从而掌握世界发展的客观规律。
而对于世界发展的各种客观规律性，人们常常以各种形式的模型表现出来。
而各种人造系统的建立往往也要依靠模型，例如水力模型、机械模型、能源模型、经济模型等。
因此从根本上来说，科学和技术的发法首先就是建立模型的方法。
所以说建立模型是任何科学技术活动的基石；这种科学方法对于系统工程来说也是毫无例外的。
从人类实践的发展可以表明，模型是进行系统分析和系统设计的有效工具。
模型是对现实系统的一种描述，同时又是对现实系统的一种抽象。
模型要放映出系统的基本组成部分及其间的相互关系和整体功能，通过模型可以对现实系统有一个本质的表述，看清它的基本线条和性质。
但是因为系统事物一般来说都异常的庞大，相互交织的因素极多，关系又错综复杂。
如果把全部因素都包括进去，那么模型势必变得臃肿庞大，从而无法使用。
因此，模型必须抓住系统的实质要素，进行必要的合理抽象，使模型尽量简单、准确、可靠、经济、实用，而且任何成功的模型又必须符合已经掌握的事实和数据资料，它可以说明现实，又可以预测未来。
这是一般建模的要求。
系统模型之所以有用，还因为它能超脱现实而不受其约束，可以操作，可以模拟，可以试验，可以优化，从而节省大量的人力、物力、财力和时间。
如对战争和社会系统、新生武器的性能、新建系统的功能和指标等，只能使用模型去简化过程，又能求得预期效果。
这是模型技术的主要优点，它给系统工程的研究带来很大的方便。
所谓系统仿真（system simulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
工业工程中的系统仿真与优化
工业工程中的系统仿真与优化在现代社会，工业工程是一门涉及生产流程、设备运作以及人力资源等方面的学科。
而在工业工程的实践中，系统仿真和优化是两个重要的概念。
本文将探讨系统仿真和优化在工业工程中的应用，并介绍相关的方法和技术。
一、系统仿真系统仿真是指通过建立模型来模拟实际系统的运作情况。
这些模型可以是基于数学方程的数值模型，也可以是基于计算机模拟的离散事件模型。
通过仿真可以模拟和评估不同的决策，从而帮助工程师做出有效的决策。
在工业工程中，系统仿真可以应用于以下方面：1. 生产流程优化：通过建立生产流程的仿真模型，可以模拟不同的生产策略和决策。
工程师可以根据模拟结果来优化生产流程，提高生产效率和质量。
例如，在汽车制造业中，可以通过仿真模拟来优化生产线的布局和工艺流程，以提高生产效率。
2. 设备维修和优化：通过建立设备运作的仿真模型，可以模拟设备的运行情况和维修过程。
通过模拟维修过程，工程师可以评估不同的维修策略和决策，以提高设备的可靠性和维修效率。
3. 运输和物流优化：通过建立运输和物流系统的仿真模型，可以模拟不同的物流策略和决策。
工程师可以根据仿真结果来优化运输路线和货物分配，以提高物流效率和降低成本。
二、优化方法优化是指在给定约束条件下，寻找能够使目标函数达到最优的解决方案的过程。
在工业工程中，优化可以应用于以下方面：1. 生产调度优化：生产调度是指根据不同的订单和产品要求，合理安排生产任务和资源分配的过程。
通过优化方法，可以找到最优的生产调度方案，以最大程度地满足订单需求，同时最小化生产成本和时间。
2. 设备布局优化：设备布局是指合理安排设备和工作站的位置，以提高生产效率和质量。
通过优化方法，可以找到最优的设备布局方案，以最小化运输距离和等待时间，提高设备利用率和生产率。
3. 库存管理优化：库存管理是指根据需求和供应情况，合理控制和管理库存的过程。
通过优化方法，可以找到最优的库存管理策略，以最小化库存成本和缺货风险。
系统科学的理论基础及其工程应用
系统科学的理论基础及其工程应用系统科学是一门综合性的学科，它涉及多个学科领域，如数学、物理学、生物学、社会学等。
系统科学的理论基础是一系列概念、原理和方法，这些理论基础为系统科学的工程应用提供了指导和支持。
首先，系统科学的理论基础之一是系统思维。
系统思维是一种综合性的思考方式，它强调整体性、相互关联和动态变化。
通过系统思维，我们可以看到事物之间的相互联系和相互作用，从而更好地理解和解决复杂问题。
例如，在城市规划中，我们可以运用系统思维来分析城市的各个组成部分之间的相互关系，从而提出更科学、更有效的城市规划方案。
其次，系统科学的理论基础之二是系统辨识与建模。
系统辨识是指通过观测和实验，识别出系统的结构、行为和性能特征。
建模则是将系统的结构、行为和性能特征用数学模型来描述和表示。
通过系统辨识和建模，我们可以深入研究系统的本质和机理，为系统的分析和优化提供依据。
例如，在工业生产中，我们可以通过对生产线的辨识和建模，来优化生产过程，提高生产效率。
此外，系统科学的理论基础之三是系统优化与控制。
系统优化是指通过调整系统的参数和结构，使系统达到最佳状态。
控制则是指通过采取控制策略，使系统按照预期的目标进行运行。
通过系统优化和控制，我们可以提高系统的性能和效率，实现系统的可持续发展。
例如，在交通管理中，我们可以通过优化交通信号灯的控制策略，减少交通拥堵，提高交通效率。
最后，系统科学的理论基础之四是系统仿真与决策支持。
系统仿真是指通过建立系统的计算模型，模拟系统的运行过程，从而预测系统的行为和性能。
决策支持则是指通过分析系统的数据和信息，为决策者提供决策的依据和支持。
通过系统仿真和决策支持，我们可以评估不同决策方案的效果，帮助决策者做出更明智的决策。
例如，在金融风险管理中，我们可以通过仿真模拟不同投资组合的风险和回报，为投资者提供决策支持。
综上所述，系统科学的理论基础为系统科学的工程应用提供了理论和方法的支持。
通过系统思维、系统辨识与建模、系统优化与控制以及系统仿真与决策支持，我们可以更好地理解和解决复杂问题，实现系统的优化和可持续发展。
复杂系统动力学建模及优化仿真
复杂系统动力学建模及优化仿真在现代工业、金融、物流等领域，复杂系统的建模和仿真已成为重要的研究方向。
这些系统包含了大量的因素和变量，并呈现出复杂的非线性动态行为。
复杂系统动力学建模及优化仿真则成为了解决这类问题的有效方法。
一、什么是复杂系统动力学建模复杂系统通常由多个组成部分构成，这些部分之间存在着复杂的相互作用。
为了理解复杂系统的行为，我们需要将其分成不同的部分，并进行建模。
而完成这个过程需要考虑到系统的动态变化和不确定性因素。
复杂系统动力学建模是在考虑到以上因素的情况下，应用数学和计算机模拟技术进行的。
在这个建模过程中，需要考虑各个系统组件之间的相互作用、外部变化的影响以及不同的时间尺度的作用。
最终，建立的模型将可以帮助解释实际系统的行为，并为决策者提供指导。
二、复杂系统动力学建模的步骤1. 系统分析和建模：搜集和分析有关系统的数据，并提取特征。
然后，基于所搜集的有关数据，通过建立数学模型，描述出系统的运作方式。
2. 方程组构建：建立描述系统动态行为的方程组。
3. 参数估计：通过实验或采样方式估计未知参数。
4. 数值模拟：利用电脑程序调整方程参数，模拟出系统的运作方式。
5. 模型验证：模型完成后，需要进行验证，确定模型描述是否准确。
6. 模型应用：模型建立后，可以用来预测系统行为的变化，并为管理和决策提供依据。
三、仿真的优化复杂系统的难点在于它们通常具有很高的复杂性和不确定性。
为了了解系统如何运作，并进行优化，我们需要进行大量的尝试和实验。
在模拟系统行为方面，计算机仿真技术的发展为我们提供了一个有效的手段。
仿真的优化过程可以分成以下步骤：1. 建立系统模型：根据系统实际选取恰当的数学模型，并根据反馈结果对模型进行调整。
2. 线性化分析：确定系统的基本行为。
3. 系统仿真：通过仿真，我们可以了解系统的性能和动态行为，并根据反馈结果调整模型。
4. 优化系统参数：在模型的基础上，根据实际目标进行参数调整。
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系统模型
系统模型是指以某种确定的形式（如文字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某一方面本质属性的描述。
一方面，根据不同的研究目的，对同一系统可建立不同的系统模型，例如，根据研究需要，可建立RLC网络系统的传递函数模型或微分方程模型；另一方面，同一系统模型也可代表不同的系统，例如，对系统模型y = kx（k为常量），则：⑴若k为弹簧系数，x为弹簧的伸长量，y为弹簧力大小，则该模型表示一个物理上的弹簧运动系统；⑵若k为直线斜率，x、y分别为任意点的横坐标和纵坐标，则该模型表示一个数学上过原点的直线系统。
系统模型的特征有以下三个：
（1）它是现实系统的抽象或模仿；
（2）它是由反映系统本质或特征的主要因素构成的；
（3）它集中体现了这些主要因素之间的关系。
1. 系统模型的分类
常用的系统模型通常可分为物理模型、文字模型和数学模型三类，其中物理模型与数学模型又可分为若干种，如图所示。
在所有模型中，通常普遍采用数学模型来分析系统工程问题，其原因在于：
（1）它是定量分析的基础；
（2）它是系统预测和决策的工具；
（3）它可变性好，适应性强，分析问题速度快，省时省钱，且便于使用计算机。
2. 系统建模的要求、遵循原则和方法
系统建模的要求可概括为：现实性、简明性、标准化。
系统建模的遵循原则是：⑴切题；⑵模型结构清晰；⑶精度要求适当；⑷尽量使用标准模型。
根据系统对象的不同，则系统建模的方法可分为推理法、实验法、统计分析法、混合法和类似法。
根据系统特性的不同描述，则系统建模的方法可以有状态空间法、结构模型解析法（ISM）以及最小二乘估计法（LKL）等。
其中，最小二乘估计法（LKL）是一种基于工程系统的统计学特征和动态辨识，寻求在小样本数据下克服较大观测误差的参数估计方法，它属于动态建模范畴。
系统优化
所谓的系统优化是指系统在一定的环境条件约束及限制下，使系统过程处在最优的工作状态，或是使目标函数在约束条件下达到最优解（通常指其最大解或是最小解，根据具体问题而定）。
最优化问题及其分类
常见的优化问题如下：
产品设计方面：在满足设计的要求的前提下，保证设计成本最低；
配料方面：保证所配料的质量前提下，使所需费用最低；
交通运输方面：合理选择所行路线，费用最低，或在安全的前提下，如何选择所行路线使运行时间最短；
资源分配方面：资源应得到充分的分配且使效益最大化；
农业方面：根据作物的生长特性，合理的配置资源，使产量最大化；
系统优化的步骤
1、将系统目标与约束条件用数学语言表示出来；
2、找最优解。
传统优化算法与现代优化算法
传统优化算法对于一些比较简单问题的求解一般是可以满足要求的，但对于一些非线性的复杂问题，往往优化时间很长，并且经常不能得到最优解，甚至无法知道所得解同最优解的近似程度，而现代优化算法便可以解决上述问题，现代优化算法是人工智能的一个重要分支，这些算法包括禁忌搜索（tabu search)、模拟退火(simulated annealing)、遗传算法(genetic algorithms)人工神经网络(nearal networks)。
目前常用优化算法
1、经典优化算法，此算法复杂性大，适合解决小规模问题。
2、构造型优化算法，用构造方法可快速建立并解决问题。
3、智能优化算法。
4、混合型算法，将上面算法相结合而成。
系统优化实例
对于系统结构已知的化工系统进行优化，即确定其最优操作参数。
它是化工系统工程的核心内容。
化工过程通常由若干单元组成，这些系统按单元间结合的方式可分为串联(多级)系统和复杂系统。
在串联系统中，前一个单元的输出是后一个单元的输入。
串联系统的例子有多级萃取过程以及级间冷却的多级绝热固定床反应器的操作过程等。
所有其他非串联系统，都称为复杂系统。
例如为了充分利用某种未全部转化的物料，往往有循环回路；同时由于工艺上的需要，在化工流程中还往往会出现支路及并联回路等，这些都是复杂系统。
到目前为止,运用现代控制理论,借助动态规划及离散最小值原理，串联系统的优化问题已经能够解决。
但是对于复杂系统来说，虽然理论上可将任意复杂系统作为一个整体进行优化，但事实上由于决策变量（如控制变量或设计变量）的数目庞大，再加上各个单元之间有着比较复杂的联结关系，复杂系统的优化问题还较难解决，然而这也恰恰是实践上有待解决的迫切问题。
近十年来，随着大系统理论的发展，应用二等级分解法处理复杂化工系统的优化问题受到了人们的重视。
所谓二等级分解法，就是先把一个复杂系统分解为若干规模较小的子系统，第一等级处理各个子系统的局部最优化问题；第二等级为协调中心，它调整某些可调变量（协调变量），在各个子系统之间进行协调，使它们的局部最优解逐次逼近整个系统的最优解。
大系统的分解必须遵循下述原则：即对于第k个子系统而言,若它与其余的子系统互相联系的各变量分别固定在规定数值上，则第k个子系统可单独进行优化处理,称为分解原理。
例如现有一个业已排列好的换热器系统（见图），为使该系统在给定负荷条件下所需总传热面积为最小，需要进行最优设计计算。
此时整个系统可按两个热流体的走向划分成如图所示的两个子系统，协调变量为t1、t2、t3,然后根据前述步骤可实现该系统的优化设计。
设z为各个子系统之间的联结向量（协调向量）,ui为第i 个子系统的决策向量。
当取z为有限值时，各个子系统的局部最优解ui就可表示成z的函数ui(z),然后将这个信息送至所谓的协调中心，在那里判断它是否
满足整体最优解的条件。
如果不满足，就在协调中心进行调整，再把修正后的z 值送回到各个子系统。
如此往返,逐次调整，直至趋于系统的最优解。
热交换系统
系统仿真
基本概念
所谓系统仿真（system simulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
系统仿真的实质
(1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。
尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能有效地来处理。
(2)仿真是一种人为的试验手段。
它和现实系统实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。
这是仿真的主要功能。
(3)仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。
系统仿真的作用
系统仿真的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。
• 由于连续系统和离散(事件)系统的数学模型有很大差别，所以系统仿真方法
基本上分为两大类，即连续系统仿真方法和离散系统仿真方法。
在以上两类基本方法的基础上，还有一些用于系统(特别是社会经济和管理系统)仿真的特殊而有效的方法，如系统动力学方法、蒙特卡洛法等。
• 系统动力学方法通过建立系统动力学模型(流图等)、利用DYNAMO仿真语言在计算机上实现对真实系统的仿真实验，从而研究系统结构、功能和行为之间的动态关系。
系统模型、系统优化及系统仿真的相互关系系统模型是系统优化和系统仿真的前提，没有系统模型无从谈起系统优化及系统仿真。
一个模型是建立在实际中具体的情况，系统优化及系统仿真是为系统模型服务的，通过系统优化及系统仿真可以在不在实际中具体操作就可以了解系统模型的性能。
系统优化可以在系统仿真中体现出来，通过仿真可以找出问题所在，从而使系统更优化。
系统仿真作为一种人为的试验手段，通过仿真可以真实地描述系统的运行、演变及其发展过程，从而更了解系统。
系统模型、系统优化及系统仿真三者相互结合，会使系统更优化、更贴近实际。