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LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室第2章系统建模的基本方法与模型处理技术本章教学目的及要求熟悉常用的数学模型及其特点掌握微分方程,传递函数,结构图,状态空间法的基本表达熟悉各种数学模型之间的相互转换系统是我们研究的对象，模型是系统行为特性的描述仿真则是模型试验。可以说，系统建模是系统仿真的基础，系统模型化技术是系统仿真的核心。计算机仿真的前提是建立数学模型，本章只要介绍系统数学模型的建模原理，建立方法、以及模型之间的转换和处理方法。LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室概述相似：相似是一种认识，我们认识的世界是真实客观世界的相似物。是普遍、绝对的。相似性原理：就是按照某种相似方式或相似原则对各种事物进行分类，获得多个类集合；在每一个类集合中选取一个具体事物对它进行综合性的研究，获得相关规律，这些规律可以推广到集合中的其它事物中去。相似具有自反性、对称性、传递性。相似的方式：几何相似、模拟相似、数学相似、感觉相似、生理相似。LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室2.1数学建模方法1.建模过程中的信息源a)建模目的同一个系统中可以有多个研究对象或目的，它规定了建模的过程的方向，从而造成了系统描述不是唯一的。如仅需要了解系统与外界相互作用的关系，那么可以建立一个以输入输出为主的系统外部行为模型，而若需要了解系统的内在活动规律，就要设法建立一个描述系统输入集合、状态集合及输出集合之间关系的内部结构状态模型。b)先验知识很多的实际系统已经被前人研究过，而且有些部分经过长期的研究已积累了丰富的知识并形成了一个科学分支。在这个分支中，已经发现了许多的原理、定理和模型。前人的研究成果可以作为后人解决问题的起点。c)实验数据实际系统除了适用普遍的原理之外，还有特殊性。即使是两个相同的系统，在不同的环境条件下，所表现出的特性也不会完全一样。因此对实际系统的实验和测量是掌握系统自身特性的重要手段。通过实验可以获得一定数量的实验数据，这些实验数据是建立系统模型的又一个重要信息来源。LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室2建模原则•精确性精确性是模型与真实客体的相似程度的标志。•合理性模型是对被研究实体在特定条件下的相似性复现。因此，在模型建立前，合理地提出模型的适用条件是十分必要的；•复杂性在满足所需模型精度的前提下，应对模型进行合理的简化。降低模型的阶数和简化模型结构是降低模型复杂程度的主要办法。•应用性对模型中描述变量的选择应该从实际出发，遵循输入量可以测量的原则；•鲁棒性模型的适应性不仅与模型的精度有关，而且还与模型的结构、参数等有关。LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室LabofPEEDLabofPEEDBringIdeasTogetherBringIdeasTogether电力电子与电力传动实验室3建模方法•演绎法通过定理、定义、公理以及已经验证了的理论推演得出数学模型。这是最早的一种建模方法，这种方法适用于内部结构和特性很明确的系统，可以利用已知的定律，如：力、能量等平衡关系来确定系统内部的运动关系，大多数工程系统属于这一类。电路系统、动力学系统等都可以采用这种演绎法来建立数学模型。•归纳法通过对大量的试验数据分析、总结，归纳出系统的数学模型。对那些内部结构不十分清楚的系统，可以根据对系统的输入、输出的测试数据来建立系统的数学模型。•混合法这是将演绎法和归纳法互相结合的一种建模方法。通常通过先验的知识确定系统模型的结构形式，再用归纳法来...