[工學(xué)]系統(tǒng)模型建立的方法論-第二講-資料下載頁
2025-02-17 13:14本頁面
【正文】 系統(tǒng)建模的方法論 ? 系統(tǒng)建模的途徑 ? 系統(tǒng)建模的方法論 ? 演繹法 ：對于白盒系統(tǒng)，利用一些已知的基本定理，經(jīng)過分析和演繹導(dǎo)出系統(tǒng)模型 （也叫理論建模） ； ? 歸納法 ：黑盒或灰盒系統(tǒng)，如果允許直接進行實驗性觀測，可假設(shè)模型并通過實驗對假設(shè)的模型加以驗證和修正；如果是黑盒系統(tǒng)且又不允許直接實驗觀測的系統(tǒng)，可采用數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計歸納的方法來假設(shè)模型（ 也叫系統(tǒng)辨識建模 ）。 混合法 ：實際上采用單一的途徑建模很難獲得有效的結(jié)果，通常是采用混合的途徑。 上述系統(tǒng)模型的建立方法都是從理論上進行討論的，對于如何從系統(tǒng)到建模起著重要的指導(dǎo)作用。本節(jié)將針對不同的計算機仿真的背景分別建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。 ? 系統(tǒng)建模的實踐 ? 簡單機械系統(tǒng)的建模 彈簧振動系統(tǒng)的建模 例 1：考慮下圖所示的簡單機械系統(tǒng) 。 彈簧振動系統(tǒng)的示意圖 ① ② ③ ? 簡單機械系統(tǒng)的建模 彈簧振動系統(tǒng)的建模 ① 選擇垂直向下的方向為正方向 ,根據(jù)系統(tǒng)力平衡關(guān)系可 以得到： mgks0=0 ① ? 簡單機械系統(tǒng)的建模 彈簧振動系統(tǒng)的建模 ② 如果系統(tǒng)受到正方向的外力 ,則力平衡方程變成 202 ( ) ( ) ( )dF m y t m g k s k y t f tdt? ? ? ? ?① ② ? 簡單機械系統(tǒng)的建模 彈簧振動系統(tǒng)的建模 ③ 其中 ,y(t)是距離平衡點的偏移距離。以上是非阻尼條件下的系統(tǒng)方程?，F(xiàn)在 ,假設(shè)系統(tǒng)浸入到一種粘性物質(zhì)中 ,則系統(tǒng)將受到與其瞬時速度方向相反的阻尼力的作用。當(dāng)系統(tǒng)以較慢速度運動時 ,系統(tǒng)受到的阻尼力與其運動的速度成正比 ,而方向相反。假設(shè)這時的阻尼系數(shù)為常數(shù) c，整個系統(tǒng)的平衡方程為： ? 簡單機械系統(tǒng)的建模 彈簧振動系統(tǒng)的建模 20222( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )ddF m y t m g ks ky t c y t f td t d tddm y t c y t ky t f td t d t? ? ? ? ? ?? ? ?（系統(tǒng)受阻尼力時的數(shù)學(xué)模型） ① ② ③ 例 考慮下圖所示的簡單的小車系統(tǒng)運動。 例 考慮下圖所示的簡單的小車系統(tǒng)運動。 忽略摩擦力，運動微分方程為： ? 通過本章學(xué)習(xí)，掌握數(shù)學(xué)模型建立的作用、依據(jù)、方 法及步驟； ? 能對簡單機械系統(tǒng)進行建模，初步熟悉建立機械系統(tǒng) 的數(shù)學(xué)模型與機械系統(tǒng)仿真有什么聯(lián)系？ ? 小結(jié) 作業(yè)：考慮下圖所示的簡單的小車系統(tǒng)運動，嘗試建立其數(shù)學(xué)模型： ? 思考題 ?機構(gòu)簡圖和數(shù)學(xué)模型有什么區(qū)別 ？ ?淺談數(shù)學(xué)建模和機械系統(tǒng)仿真有什么聯(lián)系 ？ ? 判斷炮彈運行軌跡系統(tǒng)是離散事件系統(tǒng)還是連續(xù)系統(tǒng)，指出對該系統(tǒng)建立仿真模型的方法。 ? 自己選擇一個簡單系統(tǒng)，比如曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等，判斷該機構(gòu)是離散事件系統(tǒng)還是連續(xù)時間系統(tǒng)？嘗試建立此系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并能建立你的仿真思路，說明你對該仿真模型的真實性驗證。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1