系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)ppt課件(參考版)
2024-09-22 20:17本頁面
【正文】 ? 例子：在 教材 圖 2— 10中描述的是社會狀態(tài)與民主和社會不安定程度之間的關(guān)系。 43 2022/9/20 ? 尖頂型突變模型是最常用，也是比較簡單的一種突變模型。 ? 托姆證明，當(dāng)控制變量 U≤狀態(tài)變量 x≤2時(shí)，按某種意義進(jìn)行分類，突變過程一共只有 7種類型：折疊型（ U＝ 1，x＝ 1，即一個(gè)控制變量，一個(gè)狀態(tài)變量）、尖頂型（ U＝2， x＝ 1)、燕尾型（ U＝ 3， x＝ 1)、蝴蝶型（ U＝ 4, x＝ 1)、雙曲型（ U＝ 3, x＝ 2)、橢圓型（ U＝ 3， x＝ 2)、拋物線型（ U=4， x=2）。 42 2022/9/20 ? 突變論中以控制變量（ U）來表示那些作為突變原因的連續(xù)變化因素，以狀態(tài)變量（ x）來表示可能出現(xiàn)突變的量。 ? (2)質(zhì)變可以通過漸變和突變兩種方式來實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用的數(shù)學(xué)工具主要為拓?fù)鋵W(xué)、奇點(diǎn)理論和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論。 ? 突變論從量的角度研究各種事物的不連續(xù)變化問題，進(jìn)行從量變到質(zhì)變的研究。 41 2022/9/20 ? 突變論 ? 法國數(shù)學(xué)家勒內(nèi) ?托姆（ ）于 1972年創(chuàng)立。 ? (5)吞并溶合原理：外來小系統(tǒng)與大的耗散結(jié)構(gòu)相遇并相互作用時(shí)，小系統(tǒng)不能足以破壞大系統(tǒng)時(shí)，則被后者吞并且溶合，并不影響后者的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。協(xié)作力大于零，系統(tǒng)走向高級穩(wěn)態(tài)；協(xié)作力小于零，系統(tǒng)走向混亂。 40 2022/9/20 ? (2)同外部的交換可產(chǎn)生負(fù)熵流，產(chǎn)生促進(jìn)內(nèi)部協(xié)同的促協(xié)力。 ? 協(xié)同學(xué)與耗散結(jié)構(gòu)小結(jié) ? (1)耗散結(jié)構(gòu)要求系統(tǒng)開放，遠(yuǎn)離平衡態(tài)，有物質(zhì)、能量交換，以及內(nèi)部的非線性機(jī)制。兩類變量：快變量與慢變量（即序參量），起支配控制作用的變量是慢變量。 ? 協(xié)同學(xué)的基本原理 ? (1)協(xié)同效用原理即 “ 協(xié)同導(dǎo)致有序 ” 。 39 2022/9/20 ? 哈肯認(rèn)為系統(tǒng)由無序到有序的關(guān)鍵不在平衡、非平衡或者離平衡態(tài)有多遠(yuǎn)。 ? 自組織是指系統(tǒng)在沒有外部指令的條件下，其內(nèi)部子系統(tǒng)之間能夠按照某種規(guī)則，自動形成一定的結(jié)構(gòu)和功能，它具有內(nèi)在性和自主性。 ? 哈肯認(rèn)為，任何一個(gè)包括有大量子系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)，在與外界環(huán)境有物質(zhì)、能量、信息交換的開放條件下，通過各子系統(tǒng)之間的非線性的相干作用，就能產(chǎn)生各子系統(tǒng)相互合作的協(xié)同現(xiàn)象，使系統(tǒng)能夠自動地在宏觀上產(chǎn)生空間、時(shí)間或功能的有序結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)新的穩(wěn)定狀態(tài)。 ? 協(xié)同學(xué) ? 協(xié)同學(xué)是研究開放系統(tǒng)在保證外流條件，如何能夠自發(fā)地產(chǎn)生一定的系統(tǒng)有序結(jié)構(gòu)或動能行為的一門新興學(xué)科，深刻地反映了自然界和人類社會不斷發(fā)展與演化的機(jī)制。 ? 耗散結(jié)構(gòu)理論表明以物質(zhì)、能量和信息為基本要素的復(fù)雜系統(tǒng)，可以用一種普遍適用的概念和規(guī)律來描述，如有序、漲落、失穩(wěn)、分支等。在分支點(diǎn)附近，系統(tǒng)有幾種狀態(tài)可供選擇，究竟哪一種狀態(tài)成為現(xiàn)實(shí)，完全依賴于漲落和控制參量的改變方式。到達(dá)入 2以后，又可以得出 C1， C2， C3等穩(wěn)定解和不穩(wěn)定解，以此類推。當(dāng)入超過某一閾值入 1時(shí)，在 B點(diǎn)之后會出現(xiàn) 2個(gè)分支，得到 3個(gè)解： b1， b2和 b3。入為某一物理量，例如控制化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)參數(shù)。 ? 非線性機(jī)制所產(chǎn)生的非加和作用是系統(tǒng)產(chǎn)生并保持耗散結(jié)構(gòu)的根本原因。 ? 3)漲落導(dǎo)致有序。 ? 普利高津著重闡述的幾個(gè)基本觀點(diǎn)： ? 1)開放系統(tǒng)是產(chǎn)生耗散結(jié)構(gòu)的必要前提、維持和存在的基礎(chǔ)。通過與外界交換物質(zhì)、能量和信息等，使系統(tǒng)從原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N時(shí)間、空間或功能的有序狀態(tài)，這種遠(yuǎn)離平衡態(tài)的、穩(wěn)定的、有序結(jié)構(gòu)被稱為 “ 耗散結(jié)構(gòu) ” （ Dissipative Structure） ? 如貝納德流就是一種耗散結(jié)構(gòu) 34 2022/9/20 ? 平衡結(jié)構(gòu)雖穩(wěn)定有序，但是一種“死”結(jié)構(gòu)，它不需要靠外界供應(yīng)物質(zhì)、能量來維持。 33 2022/9/20 ? 耗散結(jié)構(gòu)理論簡介 ? 耗散結(jié)構(gòu)概念是相對于平衡結(jié)構(gòu)概念提出來的。 ? 只有正確而又充分地對外開放，才能保證系統(tǒng)出現(xiàn)自組織。 (2) 若 deS0，與外界交換得到的是正熵，增加了系統(tǒng)的總熵，總熵變 dS0，加速了系統(tǒng)趨向平衡態(tài)的運(yùn)動，系統(tǒng)以比封閉狀態(tài)下 32 2022/9/20 以更快的速度增加混亂程度，不會發(fā)生自組織。熵是混亂度（無序度）的度量。 30 2022/9/20 ? 熵的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表示： (27) 式中 k為玻爾茲曼常數(shù)； p是熱力學(xué)幾率。熵是一種狀態(tài)函數(shù)，通常用 S表示。開爾文（ Kelvin)表述為：不可能從單一熱源中取熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響（能量的耗散性）。 ? 生物進(jìn)化論這兩種截然相反的結(jié)論造成了科學(xué)界、哲學(xué)界的長期爭論。熵增原理讓人們得出了“宇宙熱寂說”的悲觀
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