第2章系统分析与系统建模.ppt

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1、IntroductiontoSystemsEngineering武汉理工大学自动化学院系统工程概论教学内容第一章绪论（1学时）第二章系统分析与系统建模（3学时）第三章最优化技术（24学时）第四章系统优化（2学时）第五章决策分析（2学时）系统工程概论第二章系统分析和系统建模§2-1系统分析§2-2系统模型§2-3系统建模方法系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分析系统建模方法系统分析的概念与作用系统分析的要素、原则和步骤系统分析的方法系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分析系统建模方法一：系统分析的概念和定义系统分析的定义：为了给决策者提供直接判断和决定最优秀系统

2、方案索需要的信息和资料，研究人员使用科学的分析工具和方法，对系统的目的、功能、环境、费用、效益等进行充分的调查研究，并收集分析和处理有关的资料和数据，建立若干替代方案和必要评价，最后整理成完整、正确与可行的综合资料，作为决策者选择最优系统方案的主要依据。系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分析系统建模方法一：系统分析的概念和定义系统分析的目的通过分析和比较各种替代方案的费用、效益、功能和可靠性等各项技术经济指标，得出决策者索需要的资料和信息，以便获得最优方案。系统分析工具计算机系统分析方法系统建模和优化方法，如排队论、规划论系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分

3、析系统建模方法一：系统分析的概念和定义系统分析的作用在整个系统建立工程中起着承上启下的地位。系统的建立（分三个阶段）系统规划系统设计系统制造运行问题目标、具体条件的确定系统计划运行概要设计系统分析方案确定详细设计试制系统规划系统制造运行系统设计构想运行改进设计分析计划系统建立过程图系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分析系统建模方法二：系统分析的要素、原则和步骤要素目的:目的和要求是建立系统的依据，也是系统分析的出发点替代方案：在概要设计阶段，可以制订出为达到同一目的的各种不同的替代方案，分析、比较取最优。费用与效益：系统建立需要投资，系统建成后应有效益。模型：系统

4、的模型是系统分析的基础和前提。评价标准：确定各种替代方案优先顺序的标准。系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分析系统建模方法二：系统分析的要素、原则和步骤原则1.内部因素与外部因素结合2.当前利益与长远利益结合3.局部利益和总体利益结合。4.定性分析和定量分析结合系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分析系统建模方法二：系统分析的要素、原则和步骤系统分析的步骤1.系统目的分析和确定2.模型化3.系统最优化。4.系统的评价系统工程概论§2-1系统分析系统模型系统分析系统建模方法三:系统分析的方法定量分析法：系统结构清楚，收集信息准确、可以建模。定性分析法：系统结构不

5、清楚、收集信息不准确、评价标准不统一、建模困难等。系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法系统模型的定义系统模型建立的必要性系统模型的分类系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法系统模型的定义与特征一个系统某一方面本质属性的描述，以某种确定的形式如文字、符号、图表、实物、数学公式提供关于系统的知识。系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法系统模型的定义与特征例如：所下图示的RLC网络系统LRu(t)Cuc(t)RLC网络系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法系统模型的定义与特征若考虑输入电压(inputv

6、oltage)u(t)与输出电压(outputvoltage)uc(t)之间的关系，则可以得到如下数学模型：系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法系统模型的定义与特征另一方面，同一个模型也可代表多个系统，例如y=kx(k为常量)几何上，它代表一条过原点的直线；代数上，表示比例关系；若k——弹簧刚度，x——伸长量，则y——弹簧力大小。Y=kx若k=a加速度，x=m表示质量，则y——物体所受外力。F=ma系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法系统模型反映实际系统的主要特征，但又高于实际系统而具有同类问题的共性。一个实用的数学模型应具有以下

7、特征：1.使现实系统的抽象或模仿2.是由反映系统本质或特征的主要因素构成的；3.集中体现了上述主要因素之间的关系。系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法系统模型建立的必要性系统开发的需要新系统而言，系统未建立，无法直接实验，只要能通过系统模型对系统的性能进行预测，以实现对系统的分析、优化和评价。经济上的考虑安全上的考虑时间上的考虑：有些系统惯性大、反映周期长系统模型容易操作，分析结果易于理解系统工程概论§2-2系统模型系统模型系统分析系统建模方法使用系统模型的优点：1.定量分析基础2.系统预测与决策的工具3.可变性好、适