第三章系统模型与模型化概述分解.pptx

系统模型与模型化 1 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。 2 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 3 概述 模型是描述现实世界的一个抽象 反映实际 高于实际 现实性 易处理性 4 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。 5 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。 6 概述 模型化的本质、作用及地位 作用 模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达 提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础 利用模型可以进行“思想”试验 7 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。 8 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。 9 系统模型（化）的作用与地位 10 概述 模型的分类 模型 概念 思维 描述 字句 符号 图示 数学 形象 物理 图像 类比 仿真 11 概述 模型的分类 概念模型 通过人们的经验、知识和直觉形成 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 12 概述 模型的分类 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） 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 13 概述 模型的分类 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。 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 14 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。 15 概述 模型的分类 16 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 17 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。 18 概述 构建模型的一般原则 建立方框图 19 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。 20 概述 构建模型的一般原则 例：飞机-自动驾驶仪系统 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 21 概述 构建模型的一般原则 例：飞机-自动驾驶仪系统 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 22 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。 23 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。