系统建模与仿真概述精品PPT课件
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系统建模与仿真PPT课件
内涵分类方法
同构模型 同态模型
形象模型
模拟模型
符号模型
数学模型
System Engineering
➢除此之外，还有不少对系统模型的分类方法。 ➢例如：
➢ (1)按变量性质可将数学模型分为确定性模型与 随机模型；
➢ (2)按变量间的关系可将模型分为线性模型与非 线性模型；
➢ (3)按时间因素可有动态模型与静态模型； ➢ (4)按是否间断可有连续模型与离散模型； ➢ (5)按学科性质，可有运筹学模型、计量经济学
用户订货
生产管理部门
原料 采购部 制造车
门
间
装配车 装运部 成品
间
门
System Engineering
？模型的构建原则
2）考虑信息相关性
例如：在工业管理中，研究工艺流程对生 产的效率的影响时，就不需要考虑工人的 工资。如果将工人工资信息包括在模型中 不会有什么害处，但它会增加模型的复杂 性。
System Engineering
？模型化的地位
它不能代替对客观系统内容的研究，只有在和对 客观系统内容研究相配合时，模型的作用才能充 分发挥。
System Engineering
实际系 统
模型化
模型Biblioteka 比较现实意 义解释
实验、分析 结论
System Engineering
二、模型的分类
1.模型的分类
形式分类方法
物理模型 数学模型 概念模型
第6讲 系统建模与仿真
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System Engineering
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生产系统建模与仿真课件第1章仿真概述
2018/9/19
20
1.3 系统建模与仿真的发展趋势
3 发展趋势
总体而言，计算机仿真技术正朝一体化建模与仿真环境的方 向发展，其主要热点为： 面向对象仿真：从人类认识世界的模式出发，提供更自然、 更直观、具有可维护性和可重用性的系统仿真框架； 定性仿真：以非数字手段处理信息输入、建模、行为分析和 结构输出,研究系统的定性行为,突破传统定量仿真的局限； 智能仿真：把以知识为核心和人类思维行为为背景的智能技 术，引入建模与仿真过程； 分布式仿真：通过计算机网络将分散在不同地点的仿真设备 互联，构成时间和空间相耦合的虚拟仿真环境；
系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实现”。
• 1978年Korn在《连续系统仿真》一述中将仿真定义为“用能 代表所研究的系统的模型做实验”。 • 1984年Oren提出“仿真是一种基于模型的活动”，被认为是 现代仿真技术的一个重要概念。
• 基本共同观点是：仿真是基于模型进行的。
• 仿真是对真实世界的模拟。
2018/9/19 15
1.2 流行仿真软件简介
4 RaLC(乐龙)
乐龙软件由日本人工智能服务有限公司开发，完全中文化 界面，点击按钮即可在三维立体画面上显示出的对象物体，通 过对这些对象物体的配置来进行设计，对各个对象物体的形状 和规格，即使在仿真执行中也很容易可设置其属性。可以非常 直观且简单的建模。用户独创性机器设备可以与模型整合。人 工作业功能的作业管理器也可以说是杰作，如，对于“分拣、 验货、包装、搬运” 等一系列作业，用户既可以让多数人来 分担，又可以使工人互相协助;或设定作业优先度等。仅仅选 用内设菜单选项即可简单完成这些复杂的作业运行，不需要任 何复杂编程，且附带有能自动生成最短行进路径的智能化功能。
系统建模与仿真第二章 系统建模PPT文档
系统建模与仿真
2.2系统建模概述
2建模三要素
目的、方法和验证
目的要明确
同一个系统，不同的研究目的，所建立的模型也不同。
方法要得当
逻 辑 方 法
归纳 推演 类比 移植
机理建模 实验建模 综合建模
结果要验证 验证所建立的模型能够“真实反映”实际系统
系统建模与仿真
建 模 方 法
2.2系统建模概述
系 统 建 模 过 程 示 意 图
(3)直流电动机
Tkudd2 dtdt23
(4)测速发电机 uk24
(5)负载输出 dcn dt
系统建模与仿真
2.3系统建模方法
将各环节连接起来构成系统的总结构图
系统建模与仿真
该系统总传递函数GB(s)
GsB()
c()skkkn123 r()sTsskkk3s2kkkn
234123
2.3系统建模方法
TATATATCjjjjPj123
232
jjjPj23 23 232 233
系统建模与仿真
求解出上式的未知数,得所给数据的最小二乘拟合三次多项式为
CTTTP
1.0059564.629274107.759288103.05813310.-4-62-83
2.3系统建模方法
系统建模与仿真
误差约为0.0017
﹡电磁波的存在！ ﹡电磁波的速度≈光速
推演 “光也是电磁波”
2.2系统建模概述
几点结论
•把世间的现象/问题上升到“数学抽象/数学模型”的理论高度 是现代科学发现与技术创新的基础。
•“实验、归纳、推演”是建立系统“数学模型”的重要手段/ 方法/途径。
•“数学模型”是人们对自然世界的一种抽象理解，它与自然 世界/现象/问题具有“性能相似”的特点，人们可利用“数学 模型”来研究/分析自然世界的问题与现象，以达到认识世界 与改造世界的目的。
[管理学]物流系统建模与仿真ppt
![[管理学]物流系统建模与仿真ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/509377b55ff7ba0d4a7302768e9951e79b89690b.png)
（3）详细定义 本步骤要分别定义每 个元素detail对话框中的参数。 （4）机器的详细定义 本模型中对机器 主要定义它们的机器类型、加工周期、 进入规则和送出规则。 （5）仿真运行 运行一周（5天*8小时* 60分钟=2400分钟） （6）仿真分析
一、垃圾回收物流系统介绍 二、系统框架 三、数据信息 四、仿真系统逻辑结构 五、WITNESS仿真模型的建立 六、仿真运行与结果分析 七、系统优化
2．规则
（1）定义系统元素 （2）显示系统元素 （3）详细定义 （4）运行 （5）报告 （6）归档 （7）优化
3．WITNESS建模与仿真的步骤
4．WITNESS建模与仿真过程应用举例
在实例模型中，小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。仿真一周，试求该系统的产出量和各设备的利用率。
二、物流系统建模与仿真软件
软件选择中需要考虑如下问题： 1．一般性问题 2．输入方面 3．处理过程的考虑 4．系统环境方面 5．成本方面 6．基本要求
三、复杂系统仿真软件选择的原则
1．WITNESS系统的建模元素 2．规则 3．WITNESS建模与仿真的步骤 4．WITNESS建模与仿真过程应用举例
垃圾回收系统最优方案数据表
0
0
0
本模型系统的流程视图如图：
widget
weigh
C1
wash
C2
produce
C3
inspect
ship
图8-5 加工系统模型流程图
该模型的建立步骤：
（1）定义元素
物流系统建模与仿真 ppt课件
ppt课件
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Models
Entity Entity
所要研究的 系统
抽象 Assumptions about the nature of the system
Entity 模型
所设想的 行为（目 标）
性能度量
ppt课件
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ppt课件
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7、物流系统建模步骤
（1）弄清问题，掌握真实情况。要清晰准确地了解系统的 规模、目的和范围以及判定准则，确定输出输入变量及其 表达形式。 （2）搜集资料。搜集真实可靠的资料， 对资料进行分类， 概括出本质内涵，对已研究过或成熟的经验知识和实例进 行挑选作为基本资料，供新模型选择和借鉴。
ppt课件
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10、物流系统工程的程序
物流系统工程结构图
ppt课件 18
11、物流工程技术
（一）物流系统分解技术 将复杂的物流大系统分解成若干相对简单的子系 统，再根据大系统的总体目标和要求不断协调各 个子系统的相互关系，达到物流系统的费用省、 服务好、效益高的总目标。
ppt课件
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（二）物流系统仿真技术 通过实验来求解问题的技术，比较真实的描 述系统的运行、演变以及发展过程。 （三）物流系统的最优化技术 对众多的物流方案进行研究，从中选择一 个最优的方案。 （四）物流系统网络技术 合理设计网络问题，以网络分析为主要内容， 以电子计算机为先进手段来经营和管理物流 活动。
ppt课件
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（2）形象模型 形象模型分为模拟模型和实物模型。前 者的特点是具有物理结构，故又称物理模 型。
ppt课件
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3、系统建模的一般过程
概念化 用信息载体描述
现实系统
反馈
信息
系统建模与仿真-齐欢ppt
系统仿真
03
定义
系统仿真的基本原理
系统仿真的应用范围
仿真基础
离散事件仿真
针对离散事件系统进行仿真，如排队系统、库存管理等。
针对连续时间系统进行仿真，如电路、控制系统等。
同时针对离散事件系统和连续时间系统进行仿真。
利用数学模型进行仿真，如系统动力学、流程仿真等。
利用物理模型进行仿真，如风洞实验、机械系统仿真等。
系统仿真实例
DELCS（Digital Engine Control System）是一种先进的航空发动机控制系统，具有高精度、高性能的优点。
基于DELCS的航空发动机控制系统仿真是通过建立DELCS的数学模型，并利用计算机进行仿真实验，以验证DELCS的性能和稳定性。
该仿真是航空发动机控制系统设计和优化的重要手段，可大幅缩短研制周期、降低成本和提高系统的性能。
基于DELCS的航空发动机控制系统仿真
系统建模与仿真软件介绍
04
Simulink软件是基于MATLAB的仿真环境，可以用于动态系统的建模、仿真和分析。
仿真环境
Simulink提供了丰富的模块库，包括各种数学运算模块、逻辑控制模块、信号处理模块等，方便用户进行系统建模。
模块库
Simulink支持动画仿真，可以直观地展示系统的工作过程和动态性能，方便用户进行系统性能分析和优化。
01
02
03
VS
国内外研究机构和企业都在加强系统建模与仿真的研究与应用，涉及领域广泛，技术手段多样化。
发展趋势
未来系统建模与仿真将朝着更加复杂化、精细化、集成化和智能化方向发展。
研究现状
研究现状和发展趋势
系统建模
02
建模基础
系统工程系统模型与仿真PPT课件
2、建模过程
建模的基本步骤 ①明确建模的目的和要求 以便使模型满足实际
要求，不致产生太大偏差； ②对系统进行一般语言描述 因为系统的语言描
述是进一步确定模型结构的基础；
③弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系 （结构关系和函数关系） 以便使模型准确表示 现实系统；
④确定模型的结构 这一步决定了模型定量方面 的内容；
？合适的选择
以上各条要求往往相抵触，特别是其真 实性与简明性这两条。一个成功的模型 须在它们之间恰当权衡与折衷。
7.2 系统模型的分类
系统模型的分类方法很多，下面叙述常用的几 种，目的在于从不同的角度来认识模型的多样性。
7.3 建立系统模型的方法及过程
1、方法
建模是科学研究的重要一步，是一种创造性的劳动。 建模的思考方法主要有如下几种：直接分析法，数据 分析法，比拟思考法，传递函数法，状态空间法。下 面分别如以叙述。
（1）直接分析法
当研究的问题比较简单又足够明确时，可以根据物 理的、化学的、经济的规律，通过一般的推理分析， 将模型构造出来，这就是所谓直接分析法。
线性规划模型就是利用直接分析法建立起来的。 下面举例说明。
例1
混合配料模型：某养鸡场有一万只鸡，用动物饲料和谷物饲料混合 喂养，每天每只鸡平均吃混合饲料一斤，其中动物饲料占的比例不 得少于1/5，动物饲料每斤0.25元，谷物饲料每斤0.20元，饲料至多 能供应谷物饲料5万斤/周，问应怎样混合饲料，才能使养鸡场每周 的成本最低？
因此所求的线性回归方程是y=22.410 67＋0.765 56x； （4）若某学生入学数学成绩为80分，代入上式可求得，y≈84
分，即这个学生高一期末数学成绩预测值为84分．
（3）比拟思考法
第一章 绪论 《系统建模与仿真》PPT课件
分相邻两工件均在弯道与分别位于
弯道和直道两种情况讨论。对于前 者有：
a l L1(r) 2r arctan r b
对于分别位于弯道和直道的情况，
则有：
l L2 (r) a
r 2 b2 2r arctan
rb r b
例如，一个长为l，质量为m单摆，单摆的运动是简谐运动，其周期 是
T 2 l
系统建模与仿真的发展历史及趋势
年代
1600～1940
20世纪40年代
20世纪50年代中 期
20世纪60年代
20世纪70年代
20世纪70年代中 期
20世纪70年代中 期
20世纪80年代中 期
20世纪90年代
发展的主要特点 在物理科学基础上的建模 电子计算机的出现 仿真应用于航空领域
工业控制过程的仿真 包括经济、社会和环境因素的大系统仿真 系统与仿真的结合，如用于随机网络建模的SLAM仿真系统
从题目给的已知条件，可以列出以下情况：
2的倍数加1＝3、5、7……119； 3的倍数加2＝5、8、11……119； 4的倍数加3＝7、11、15……119；
5的倍数加4＝9、14、19……119； 6的倍数加5＝11、17、23……119；
119
7的倍数加0＝7、14、21、……119。
多面体的顶点数、面数与棱数
不适合仿真的规则
1.当问题可用普通方法解决时，不应使用仿真。 2.问题可得到解析解时，不应使用仿真。 3.如果直接实验更为简单，不应使用仿真。 4.如果成本超过仿真节约的费用，不使用仿真。 5.如果没有足够的资源，不使用仿真。 6.如果没有足够的时间，不使用仿真。 7.如果无数据可用，甚至无法估计，则不建议使用仿真。 8.如果没有足够的时间或无人可用，则仿真是不适合的。 9.如果对仿真有不合理的预期（如要求过多过快，或对 仿真德能力被过高估计），则仿真是不适合的。 10.如果系统行为太复杂或不可定义，则不适合使用仿 真
生产系统建模与仿真概述(PPT 156页)
课程介绍
课程主要内容： •离散事件系统建模与仿真的基本原理 •离散事件系统建模与仿真的方法 •Petri网建模与仿真
课程的先修课程： •生产运作与管理 •运筹学 •计算机编程与应用技术 •概率论与数理统计
课程的考核方法： 完成相关作业及期末考核。
工业工程与管理系 Industrial Engineering & Management
1.3 服务系统仿真的特征
• 服务技术与服务管理的结合
工业工程与管理系 Industrial Engineering & Management
实例求解
• 实例目标：了解仿真 • 求解方法：手工仿真 • 求解平台：Excel • 求解原理：
– 每个文件的处理时间（工作时间tw）是一个随机过程，符合一定的 概率分布；
– 该工作人员一上班就开始处理文件，所以第一个文件处理的开始时 间就是仿真的开始时间（0时刻），后续文件的开始时间tf＝上一文 件的结束时间或休息后的时间；
在离散事件系统中，各事件以某种顺序或 在某种条件下发生,并且大都是随机性的， 不能用常规的方法加以研究。
连续系统事件的发生在时间和 空间上都是连续的。
在连续系统的数字仿真中，时 间通常被分割成均匀的间隔， 并以一个基本的时间间隔计时。
在连续系统仿真中，系统动力 学模型是由表征系统变量之间 关系的方程来描述的。
工业工程与管理系 Industrial Engineering & Management
1.1 离散事件系统仿真的基本概念
• 系统仿真方法适用怎样的领域？
系统仿真的方法适用于任何的领域
工程类
非工程类
机械 电子 化工 交通 管理 经济 政治
工程系统建模与仿真教学课件PPT
>> [a b c d]=linmod('example7_7inout'); >> zpk(ss(a,b,c,d)) 得到系统传递函数 Zero/pole/gain:(即系统传递函数） -1005.0301 (s+3.333) (s+0.5) ---------------------------(s+506.9) (s+0.003315)
SimPowerSystem/ExtraLibrary/Measurements
7.3.2 模拟电子线路仿真举例
【例7-6】NPN Bipolar Transistor 组成的电路 如下，试用仿真的方法分析输出。
仿真图
显示结果
【自编例】三极管放大电路放大倍数分析
TransisAmp.mdl
Magnitude (dB) Phase (deg)
0
-50
-100
-150 360 270 180 90 0 -2 10
10
0
10
2
10
4
10
6
10
8
10
10
Frequency (rad/sec)
Low-Noise Bipolar Transistor Voltage Amplifier（2010版）
双击 Utilities 图标：
【例7-3】电路如下所示，试用电路进行仿真。
搭建模型
电路图
修改元件参数
电容 电感 电阻 AC V
运行结果：
7.1.5 Simscape 模块定义语言入门
使用该语言可以定义出新的元件。文件名 .ssc. 以电容为例：
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演绎/归纳/目的中的可信性
1.2 系统建模
1.2.4 建模的一般原则
2） 概念模型的分类 （1）从概念模型描述的内容来分类
面向领域的概念模型：将真实世界划分成相应的领域， 再对每个领域进行概念建模。
面向设计的概念模型：在领域概念的基础上，进一步 进行相应的概念设计。如数据库设计概念模型。
（2）从概念模型的用途来分类 资源概念模型：用作一种资源,支撑进一步的开发。 主用概念模型：在系统开发过程中，根据需求和资源
按照研究方法来分：连续模型与离散模型、时域 模型与频域模型、输入输出模型与状态空间模型
1.2 系统建模
系统建模就是：认识系统，并把它表述出来。 1.2.1系统建模的信息源
建模目的
先验知识
建模过程 系统模型
实验数据
1.2 系统建模
1.2.2 系统建模的途径
（1）分析法/演绎法/理论建模/机理建模
根据系统的工作原理，运用一些已知的定理、定律 和原理推导出描述系统的数学模型。
按照系统特性分类:
工程系统（物理系统）：为了满足某种需要或实现某 个预定的功能，采用某种手段构造而成的系统，如机 械系统、电气系统等。
非工程系统（非物理系统）：由自然和社会发展过程 中形成的，被人们在长期的生产劳动和社会实践中逐 步认识的系统，如社会系统、经济系统、管理系统、 交通系统等。
1.1 系统与模型
系统处于活动之中
活动是指实体随时间的推移而发生属性变化。例如： 电炉温度调节系统中的主要活动是控制电压的变化， 而商品销售系统中的主要活动有库存商品数量的变 化、零售商品价格的增长等。
1.1 系统与模型
系统三要素：实体、属性与活动。
系统是在不断地运动、发展、变化的；系统不是孤立存在的；系统 边界的划分在很大程度上取决于系统研究的目的。
复杂巨系统：子系统数量极大，种类很多，关系复杂 例如：星系系统
按照子系统的数量分类
小系统、大系统、巨系统
1.1 系统与模型
1.1.2模型 1.模型的定义
模型是一个系统的物理的、数学的或其他方 式的逻辑表述，它以某种确定的形式（如 文字、符号、图表、实物、数学公式等） 提供关于系统的知识。
1.1 系统与模型
（2）测试法/归纳法/实验建模/系统辨识
通过测试系统在人为输入作用下的输出响应，或正 常进行时系统的输入输出记录，加以必要的数据处 理和数学计算，估计出系统的数学模型。
（3）综合法
1.2 系统建模
1.2.3 模型的可信度
可信度水平
行为水平、状态结构水平、分解结构水平上的可信度
可信度分析应该考虑的问题
等。
实体具有一定的相对独立性，又相互联系构成一个 整体，即系统。
1.1 系统与模型
2 ）组成系统的实体具有一定的属性
属性是指实体所具有的全部有效性，例如状态、参 数等。在电炉温度调节系统中，温度、温度偏差、 电压等都是属性。在商品销售系统中，部门的属性 有人员的数量、职能范围，商品的属性有生产日期、 进货价格、销售日期、售价等等。
1.1 系统与模型
3. 系统的分类 按照系统内子系统的关联关系分类
简单系统：组成子系统数量较少，子系统之间的关系 比较简单，或尽管子系统数量较多，但它们之间的关 联关系比较简单。 例如：一台仪器
复杂系统：系统具有众多的状态变量,反馈结构复杂,输 入与输出呈现非线性特征(高阶次、多回路、非线性)
系统建模与仿真概述
System Modeling and Simulation
第一章 系统建模与仿真概述
主要内容
系统与模型 系统建模 系统仿真 系统建模与仿真技术
1.1 系统与模型
1.1.1 系统 1. 系统的广义定义： 由相互联系、相互制约、相互依存的若干
组成部分（要素）结合起来在一起形成的 具有特定功能和运动规律的有机整体。 举例： 宇宙世界，原子分子，电炉温度调节系统， 商品销售系统，等等。
数学模型
1）定义：对于现实世界的一个特定对象，为了一个 特定目的，根据对象特有的内在规律，做出一些 必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的 一个数学结构。
2）分类：
按照系统的特性来分：线性与非线性、静态与动 态、确定性与随机性、微观与宏观、定常（时不 变）与非定常（时变）、集中参数与分布参数
3. 系统的分类 按照系统中起主要作用的状态随时间变化分类:
连续系统：状态随时间连续变化的系统。 离散事件系统：状态的变化在离散的时间点上发生,且
往往又是随机的系统。
按照系统物理结构和数学性质分类:
线性系统和非线性系统。 定常系统和时变系统。 集中参数系统和分布参数系统 单输入单输出系统和多输入多输出系统
系统研究：系统分析、系统综合和系统预测。 系统描述：同态、同构
同态：系统与模型之间行为的相似（低级阶段） 同构：系统与模型之间结构的相似（高级阶段）
同态与同构建模
同构系统：对外部激励具有同样反应的系统 同态系统：两个系统只有少数具有代表性的输入输出
相对应
1.1 系统与模型
3. 系统的分类
概念模型进一步开发出的模型。
（3）基于知识获取与描述方法来分类
基于表示的概念模型：直接反映与推理机制关联的 符号级表示。
基于方法的概念模型：面向知识级建模分析，提供 预先定义的方法去描述在特定应用领域中实现方法 的有关知识。
基于任务的概念模型：面向特别种类的任务，直接 刻画任务结构而非执行任务的方法。
例一：电炉温度节器
控制电 炉的电
压
扰动 加热炉
温度
炉温值
温度计
例二：商品销售系统
经理部
市场部
采购部
仓储部
销售部
1.1 系统与模型
2 系统的特性： 1）系统是实体的集合
实体是指组成系统的具体对象 例如：电炉调节系统中的比较器、调节器、电炉、
温度计。 商品销售系统中的经理、部门、商品、货币、仓库
2. 模型的分类 物理模型：根据一定的规则（如相似原理）
对系统简化或比例缩放而得到的复制品。 概念模型 1）定义：为了某一目的，对真实世界及其活
动进行的概念抽象与描述，是运用语言、 符号和框图等形式，对从所研究的问题抽 象出的概念进行有机的组合。这些有机组 合的概念就形成了某种概念模型.
1.1 系统与模型
1.2 系统建模
1.2.4 建模的一般原则
2） 概念模型的分类 （1）从概念模型描述的内容来分类
面向领域的概念模型：将真实世界划分成相应的领域， 再对每个领域进行概念建模。
面向设计的概念模型：在领域概念的基础上，进一步 进行相应的概念设计。如数据库设计概念模型。
（2）从概念模型的用途来分类 资源概念模型：用作一种资源,支撑进一步的开发。 主用概念模型：在系统开发过程中，根据需求和资源
按照研究方法来分：连续模型与离散模型、时域 模型与频域模型、输入输出模型与状态空间模型
1.2 系统建模
系统建模就是：认识系统，并把它表述出来。 1.2.1系统建模的信息源
建模目的
先验知识
建模过程 系统模型
实验数据
1.2 系统建模
1.2.2 系统建模的途径
（1）分析法/演绎法/理论建模/机理建模
根据系统的工作原理，运用一些已知的定理、定律 和原理推导出描述系统的数学模型。
按照系统特性分类:
工程系统（物理系统）：为了满足某种需要或实现某 个预定的功能，采用某种手段构造而成的系统，如机 械系统、电气系统等。
非工程系统（非物理系统）：由自然和社会发展过程 中形成的，被人们在长期的生产劳动和社会实践中逐 步认识的系统，如社会系统、经济系统、管理系统、 交通系统等。
1.1 系统与模型
系统处于活动之中
活动是指实体随时间的推移而发生属性变化。例如： 电炉温度调节系统中的主要活动是控制电压的变化， 而商品销售系统中的主要活动有库存商品数量的变 化、零售商品价格的增长等。
1.1 系统与模型
系统三要素：实体、属性与活动。
系统是在不断地运动、发展、变化的；系统不是孤立存在的；系统 边界的划分在很大程度上取决于系统研究的目的。
复杂巨系统：子系统数量极大，种类很多，关系复杂 例如：星系系统
按照子系统的数量分类
小系统、大系统、巨系统
1.1 系统与模型
1.1.2模型 1.模型的定义
模型是一个系统的物理的、数学的或其他方 式的逻辑表述，它以某种确定的形式（如 文字、符号、图表、实物、数学公式等） 提供关于系统的知识。
1.1 系统与模型
（2）测试法/归纳法/实验建模/系统辨识
通过测试系统在人为输入作用下的输出响应，或正 常进行时系统的输入输出记录，加以必要的数据处 理和数学计算，估计出系统的数学模型。
（3）综合法
1.2 系统建模
1.2.3 模型的可信度
可信度水平
行为水平、状态结构水平、分解结构水平上的可信度
可信度分析应该考虑的问题
等。
实体具有一定的相对独立性，又相互联系构成一个 整体，即系统。
1.1 系统与模型
2 ）组成系统的实体具有一定的属性
属性是指实体所具有的全部有效性，例如状态、参 数等。在电炉温度调节系统中，温度、温度偏差、 电压等都是属性。在商品销售系统中，部门的属性 有人员的数量、职能范围，商品的属性有生产日期、 进货价格、销售日期、售价等等。
1.1 系统与模型
3. 系统的分类 按照系统内子系统的关联关系分类
简单系统：组成子系统数量较少，子系统之间的关系 比较简单，或尽管子系统数量较多，但它们之间的关 联关系比较简单。 例如：一台仪器
复杂系统：系统具有众多的状态变量,反馈结构复杂,输 入与输出呈现非线性特征(高阶次、多回路、非线性)
系统建模与仿真概述
System Modeling and Simulation
第一章 系统建模与仿真概述
主要内容
系统与模型 系统建模 系统仿真 系统建模与仿真技术
1.1 系统与模型
1.1.1 系统 1. 系统的广义定义： 由相互联系、相互制约、相互依存的若干
组成部分（要素）结合起来在一起形成的 具有特定功能和运动规律的有机整体。 举例： 宇宙世界，原子分子，电炉温度调节系统， 商品销售系统，等等。
数学模型
1）定义：对于现实世界的一个特定对象，为了一个 特定目的，根据对象特有的内在规律，做出一些 必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的 一个数学结构。
2）分类：
按照系统的特性来分：线性与非线性、静态与动 态、确定性与随机性、微观与宏观、定常（时不 变）与非定常（时变）、集中参数与分布参数
3. 系统的分类 按照系统中起主要作用的状态随时间变化分类:
连续系统：状态随时间连续变化的系统。 离散事件系统：状态的变化在离散的时间点上发生,且
往往又是随机的系统。
按照系统物理结构和数学性质分类:
线性系统和非线性系统。 定常系统和时变系统。 集中参数系统和分布参数系统 单输入单输出系统和多输入多输出系统
系统研究：系统分析、系统综合和系统预测。 系统描述：同态、同构
同态：系统与模型之间行为的相似（低级阶段） 同构：系统与模型之间结构的相似（高级阶段）
同态与同构建模
同构系统：对外部激励具有同样反应的系统 同态系统：两个系统只有少数具有代表性的输入输出
相对应
1.1 系统与模型
3. 系统的分类
概念模型进一步开发出的模型。
（3）基于知识获取与描述方法来分类
基于表示的概念模型：直接反映与推理机制关联的 符号级表示。
基于方法的概念模型：面向知识级建模分析，提供 预先定义的方法去描述在特定应用领域中实现方法 的有关知识。
基于任务的概念模型：面向特别种类的任务，直接 刻画任务结构而非执行任务的方法。
例一：电炉温度节器
控制电 炉的电
压
扰动 加热炉
温度
炉温值
温度计
例二：商品销售系统
经理部
市场部
采购部
仓储部
销售部
1.1 系统与模型
2 系统的特性： 1）系统是实体的集合
实体是指组成系统的具体对象 例如：电炉调节系统中的比较器、调节器、电炉、
温度计。 商品销售系统中的经理、部门、商品、货币、仓库
2. 模型的分类 物理模型：根据一定的规则（如相似原理）
对系统简化或比例缩放而得到的复制品。 概念模型 1）定义：为了某一目的，对真实世界及其活
动进行的概念抽象与描述，是运用语言、 符号和框图等形式，对从所研究的问题抽 象出的概念进行有机的组合。这些有机组 合的概念就形成了某种概念模型.
1.1 系统与模型