《系统工程》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章系统模型与模型化

第三章 系统模型与模型化 第一节概述 第二节系统结构模型化技术 第三节主成分分析及聚类分析 第四节状态空间模型 第五节系统工程模型技术的新进 2021-2-1

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第一节系统模型与模型化概述κ 一切客观存在的事物及其运动形态称为“实体” (即原型)。为便于实验、分析和预测,总是 先把所需研究的系统结构型态或运动形态变成 易于考察的形式,即转化为“模型”。 系统模型定义 令1.定义:系统模型是对现实系统(实体)的特 征及其变化规律的一种模仿、抽象或描述。 2021-2-1

2021-2-1 2 第一节 系统模型与模型化概述 v一切客观存在的事物及其运动形态称为“实体” （即原型）。为便于实验、分析和预测，总是 先把所需研究的系统结构型态或运动形态变成 易于考察的形式，即转化为“模型” 。 v一、 系统模型定义 v1.定义：系统模型是对现实系统（实体）的特 征及其变化规律的一种模仿、抽象或描述

说 ◇系统的属性是多方面的,系统模型只是系统某 明充不本质属性的描述,所以同一系统或试题,模 ◆模型建立是以模型与原型之间的相似性为基础的, 这里的相似可以是外表的相似,内部结构的相似 或仅为功能的相似。 ◆模型可以是定量的,也可以是定性的,或是两者 的结合模型。 2.系统模型的特征 令它是现实系统的抽象或模仿; 令它是由反映系统本质或特征的主要因素构成; 它集中体现这些主要因素之间的关系。 2021-2-1

2021-2-1 3 v系统的属性是多方面的，系统模型只是系统某一 方面本质属性的描述，所以同一系统或试题，模 型不是唯一的； v模型建立是以模型与原型之间的相似性为基础的， 这里的相似可以是外表的相似，内部结构的相似 或仅为功能的相似。 v模型可以是定量的，也可以是定性的，或是两者 的结合模型。 2. 系统模型的特征 v它是现实系统的抽象或模仿； v它是由反映系统本质或特征的主要因素构成； v它集中体现这些主要因素之间的关系。 说 明 ：

3.使用系统模型的必要性 令系统开发的需要 在开发一个新系统时,系统尚未建立,无法直接实 验 ◆经济性考虑。 大型复杂系统直接实验价格昂贵; 令安全性考虑。 有些系统直接实验是很危险的,有时根本不允许; 令时间上考虑。 社会、经济、生态系统,惯性大,反应周期长; ◆系统模型易操作,分析结果易于理解。 2021-2-1

2021-2-1 4 3.使用系统模型的必要性 v系统开发的需要。 § 在开发一个新系统时，系统尚未建立，无法直接实 验； v经济性考虑。 § 大型复杂系统直接实验价格昂贵； v安全性考虑。 § 有些系统直接实验是很危险的，有时根本不允许； v时间上考虑。 § 社会、经济、生态系统，惯性大，反应周期长； v系统模型易操作，分析结果易于理解

模型化的本质、作用及地位(见下页图) 1.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 于模型的研究得到关于原型的一些信息。 2.作用:①模型本身是人们对客体系统一定 程度研究结果的表达。这种表达是简洁的、形 式化的。②模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎 和计算的基础,这会导致对科学规律、理论、原 理的发现。③利用模型可以进行“思想”试验。 3.地位:模型的本质决定了它的作用的局限 性。它不能代替以客观系统内容的研究,只有在 和对客体系统相配合时,模型的作用才能充分发 挥 2021-2-1

2021-2-1 5 二、模型化的本质、作用及地位（见下页图） 1.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 于模型的研究得到关于原型的一些信息。 2.作用：①模型本身是人们对客体系统一定 程度研究结果的表达。这种表达是简洁的、 形 式化的。②模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎 和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原 理的发现。③利用模型可以进行“思想”试验。 3.地位：模型的本质决定了它的作用的局限 性。它不能代替以客观系统内容的研究，只有在 和对客体系统相配合时，模型的作用才能充分发 挥

模型化 实际系统 模型 A比较 实验、分析 解释 现实意义 结论 系统模型(化)的作用与地位 2021-2-1

2021-2-1 6 实际系统 结论 模型 现实意义 模型化 实验、分析 解释 比较 系统模型（化）的作用与地位

三、系统模型分类 ◇(一)按与实体的关系系统模型可分为: 形象模型(实体与比例模型) 令这种模型保留着实体的外形特征,仅在尺度上成比例 的改变。 2模拟模型 令根据相似系统原理,利用一种系统代替或近似描述另 种系统,前者为后者的模拟模型 3数学模型 令用各种数学符号、数值描述工程、技术、管理、经济 等有关因素及它们之间数量关系的模型。包括网络模 型、图表模型、逻辑模型和解析模型 2021-2-1

2021-2-1 7 v（一）按与实体的关系系统模型可分为： 1 形象模型（实体与比例模型） v这种模型保留着实体的外形特征，仅在尺度上成比例 的改变。 2 模拟模型 v根据相似系统原理，利用一种系统代替或近似描述另 一种系统，前者为后者的模拟模型。 3 数学模型 v用各种数学符号、数值描述工程、技术、管理、经济 等有关因素及它们之间数量关系的模型。包括网络模 型、图表模型、逻辑模型和解析模型。 三、系统模型分类

模型 概念 符号 形象类比仿真 思维描述字句图示数学物理|图像 2021-2-1

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物理模型一炫圾发电站 罗下 型厂

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形象一一图像模型 ROCKETS 23 页 2021-2

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