1、系统建模与仿真建模与仿真方法主讲人：1. 系统建模与仿真概述系统概念： 具有特定的功能，按照某些规律结合起来，互相作用、互相依存的所有物体的集合或总和（事物总体）。 模型的概念:由反映系统的本质或特征的各种要素按一定规则组成的、用来描述系统结构和行为的数学方程、图形或实物，它是用来表述、实现和检验理论思维成果的主要工具。系统模型的分类 ：（1）按模型形式分： 实体模型（物理效应）-物理仿真 数学模型-数学仿真（计算机仿真） （2）按对模型的求解方法分类： 用解析法求解的模型 用数值法求解的模型1. 系统建模与仿真概述（3）按基本的数学描述分： 静态系统模型代数方程，如：系统稳态解动态系统模型
2、连续 集中参数：微分方程、传递函数、状态方程，如：工程动力学、系统动力学 分布参数：偏微分方程，如：热传导场 离散 时 离散： 分方程、Z 、离散状态方程，如：计算机数 集系统 离散事 ：概 分布、 论，如： 系统、 场系统、 系统 1. 系统建模与仿真概述建模(Modeling) :系统分析的对 是 的 的系统，为 对 系统 行 的分析 有力的结果，要用模型, 建系统的模型。建模的currency1要:由“系统和 的 ，论fifl是有效来 ，能实”系统 行验。 模型作为现实系统的、 或模，是系统 的 素中的主要素的映，它能反映些主要素 的 系，所currency1用模型有效 对系统 行分析、
3、模、 、 。1. 系统建模与仿真概述建模的一般途径:1）对于内部结构和特性清楚的系统，即所谓的白箱（多数的工程系统都是），可以利用已知的一些基本规律，经过分析和演绎导出系统模型 ； 2）对那些内部结构和特性不清楚或不很清楚的系统，即所谓的灰箱和黑箱，如果允许直接进行实验性观测，则可假设模型并通过实验验证和修正； 3）对于那些属于黑箱但又不允许直接实验观测的系统（非工程系统多属于这一类），则采用数据收集和统计归纳的方法来假设模型。系统建模方法：1）机理分析建模方法（白箱）：依据基本的物理、化学等定律，进行机理分析，确定模型结构、参数；使用该方法的前提是对系统的运行机理完全清楚。2）实验统计建模方
4、法（白箱、灰箱、黑箱）：基于实验数据的建模方法3）复合建模方法（机理+数据方法）：机理确定模型结构、数据确定模型参数。1. 系统建模与仿真概述仿真（Simulation） 模型 行验的 程，程 的 行。 对模型的实验 系统的 的。仿真 :是相 理、 、系统 应用 有 的 为基 ，计算机和各种物理效应 为工具，用系统模型对实”的或 的系统 行验 的一合 。系统建模方法 一、机理分析建模方法用由一 特的 理 方法，对 结构，参数的物理系统 用相应的物理定律或定理， 合理分析 建起来的描述系统各物理动、静态 能的数学模型。建模 如 ： 1 分析系统功能、 理，对系统 与建模 相 的描述 2 系统的
5、和 3 按照系统（ 、 ） 的物（或 态、fi）规律 各分的微分方程或传递函数等 消除中 ， 初数学模型 行模型准 行验模（currency1要时要修模型）。 系统建模方法 例：位置伺闭 控制系统系统建模方法 (1) 测 1 ( )r r cu k q q= -(2) 2 1 2( )u k u u= -(3) 直 机232d dT k udt dtw w+ =(4) 测 机 2 4u k w=(5) 出 cd ndtq w=系统建模方法 将各 节连接起来构成系统的总结构图该系统 数GB(s)1 2 33 22 3 4 1 2 3( )( )( )cBrs k k k nG ss Ts s k k k s k k k nqq= = + + +
