哈尔滨工业大学《系统建模与仿真》第1章概论

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1、哈尔滨工业大学控制科学与工程学科硕士研究生课程讲义系统建模与仿真:13904617066:13904511903:13199506270:13069877775哈尔滨工业大学控制与仿真中心主要参考文献:1•系统仿真技术，国防科大，黄柯棣，98年2•防空导弹武器系统仿真，宇航，方辉煜，95年3•系统仿真导论，清华，肖田元等4•制模与仿真理论，机械，［美］B.P•齐格勒，84年5•系统仿真技术，科学，王正中，86年6•现代飞行模拟技术，国防，周自全，97年7•离散事件系统建模与仿真，国防科大，王维平，97年8•先

2、进仿真技术与仿真环境，国防，熊光楞，97年9.控制系统的数字仿真与计算机辅助设计，华中，涂健，85年10.复杂系统建模理论、方法与技术，科学，刘兴堂等，200811・精确制导、控制与仿真技术，国防，刘兴堂，200612、仿真工程2003年13.系统仿真学报,系统仿真学会会刊14.计算机仿真15.系统仿真技术16.Modeling,Simulation,andScientificComputing17.Simulation18.SiumlationTheoryandPractice第1章、概论1.1系统1.1.

3、1系统的一般概念系统概念^系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部分，按照某些规律结合而成的、具有特定功能的一个有机整体（集合）。为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置（部件）。一个系统以特有的表征和内在特性而区别于其他系统，主要是由构成系统的四方面内容确定的:实体^存在于系统中的每一项确定的物体，是系统的具体对象；确定了系统的构成、边界；属性:实体所具有的每一项有效的特征，是描述实体特性的信息（常以状态和参数表征）；也称为描述变量，描述每个实体的特征；话动：在系统内部发生的任何变化

4、过程，是指随时间推移发生的状态变化；定义了系统内部实体之间的相互作用;环境:表示系统所处的界面状况（包括干扰、约束等），包括那些影响系统而不受系统直接控制的全部因素。系统状态:由存在于系统内部的实体、属性、活动组成的整体称为系统状态，常用系统状态的变化来研究系统的动态情况。举例:名称导弹工厂热水器实体弹体.传感器、弹上计算机、舵系统、导引头等车间、部门、订单.零件、成品水箱（冷、热）、水龙头、加热器、水属性舵偏角、航向、速度、控制特性、高度、质量等产品类型.订单数量、设备性能、设备数量等水位、温度、压力活动舵

5、面的偏转、弹体对舵面的偏转的响应等各个车间的生产过程水温变化、水压变化、龙头的开关环境大气（温度、压力、风）、电磁等市场、原材料供应、劳动力等温度、压力还有这样说的=一群有相互关联的个体组成的集合称为系统。System源于古代希腊文(systcma)意为部分组成的整体。一般系统论创始人贝塔朗菲定义:“系统是相互联系相互作用的诸元素的综合体”一一强调元素间的相互作用以及系统对元素的整合作用。可以表述定义如下：如果对象集S满足下列两个条件(1)S中至少包含两个不同元素(2)S中的元素按一定方式相互联系则称S为一个

6、系统，S的元素为系统的组分。三个特性：一多元性，二相关性，三整体性，系统是多样性的统一，差异性的统一。系统不存在孤立元素组分，所有元素或组分间相互依存、相互作用.相互制约。系统是所有元素构成的复合统一整体。定义说明了一般系统的基本特征，将系统与非系统区别开来，但对于定义复杂系统有局限性。另外严格意义上现实世界的“非系统”是不存在的，构成整体的而没有联系性的多元集是不存在的。百家言(维基百科)：1.系统是一个动态和复杂的整体，相互作用结构和功能的单位。2.系统是能量、物质、信息流不同要素所构成。3.系统往往由寻

7、求平衡的实体构成，并显示出震荡、混沌或指数行为。4.一个整体系统是任何相互依存的集或群暂时的互动部分。1・1・2系统分类可以从不同角度对系统进行分类：按自然属性：丄人造系统：工程系统、社会系统等J自然系统：太阳系、海洋系统、生态系统等按物质属性：丄实物系统：建筑物、计算机、机床、兵器等4-概念系统：思想体系、管理、规章制度等软件系统?按运动属性：丄静态系统：静态平衡力系等（系统状态不随时间变化而变化）丄动态系统：人体系统、控制系统、经济系统、动力学系统等（系统状态随时间变化）按系统与环境关系:考虑到系统与环境

8、因素，系统活动可分为:◊内生活动：系统内部发生的活动；◊外生活动：系统外部发生的活动，即在系统环境中发生，而且对系统有影响的活动。丄封闭系统：没有外生活动的系统；孤立系统?丄开放系统：包含外生活动的系统。按尺度规模和结构范围：胀观、宇观、宏观、微观、渺观丄简单小系统：数/模转换、稳压、简单控制系统等丄复杂大系统：军事作战系统、国民经济系统、大型仿真系统等按要素间的相互关系：线性系统/非线性系统OFJ