系统工程-系统动力学ppt作业

04
数值模拟法的缺点是计算量大，计算时间长，且需要较高的数学建模 和数值计算能力。
解析法
01 02 03 04
解析法是通过数学解析的方法来求解机械系统动力学问题的方法。
解析法需要建立系统的数学模型，利用数学解析的方法求解模型的微 分方程或差分方程，以获得系统的解析解。
解析法的优点是能够获得系统的精确解，具有较高的理论价值。
实验研究法的优点是能够直接获取系统的实际动 力学行为，具有较高的真实性和可靠性。
数值模拟法
01
数值模拟法是通过计算机数值计算来模拟机械系统的动态行为的方法 。
02
数值模拟法需要建立系统的数学模型，利用数值计算方法求解模型的 微分方程或差分方程，以获得系统的动态响应。
03
数值模拟法的优点是能够模拟复杂系统的动态行为，具有较高的灵活 性和可重复性。
动能定理
总结词
描述物体动能变化的定理
详细描述
动能定理指出，一个物体动能的改变等于作用力对物体所做的功。这个定理是能 量守恒定律在动力学中的表现，是分析机械系统运动状态的重要工具。
势能定理
总结词
描述物体势能变化的定理
详细描述
势能定理指出，一个物体势能的改变等于作用力对物体所做的负功。这个定理可以帮助我们分析机械系统的运动 状态，特别是当物体受到重力的作用时。
CHAPTER 04
机械系统动力学的研究方法
实验研究法
实验研究法需要设计和搭建实验装置，对系统 施加激励并采集响应数据，通过分析数据来揭
示系统的动态特性。
实验研究法的缺点是实验成本较高，实验条件难以控 制，且实验结果可能受到实验误差和环境因素的影响
。
实验研究法是通过实验测试和观察机械系统的 动态行为，以获取系统的动力学特性和性能参 数的方法。

系统动力学的由来与发展
❖ 近年来SD正在成为一种新的系统工程方法 论和重要的模型方法，渗透到许多领域， 在国土规划、区域开发、环境治理和企业 战略研究等方面，正显示出它的重要作用。
❖ 尤其是随着国内外管理界对学习型组织的 关注，SD思想和方法的生命力更为强劲。
❖ 但目前应更加注重SD的方法论意义，并注 意其定量分析手段的应用场合及条件。
水准变量
(Level) 四个基本要素——状态、信息、决策、行动
两个基本变量——水准变量（L）、速率变量（R）
一个基本思想——反馈控制
因果关系分析
因果关系分析是构成系统动力学模型的基础，是社会系统内部关 系的真实写照。因果关系通过因果关系图来描述 因果箭 因果关系也称影响关系，可通过连接因果要素的“因果箭”表示。 因果关系的极性（正＋，负－）表示因果的变化方向是否一致
❖ 计算机仿真实验 ❖ 结果分析 ❖ 模型修正 ❖ 比较与评价 ❖ 政策分析
认识 界定 要素及其因 建立结 建立数 仿真 比较与 政策 问题 系统 果关系分析 构模型 学模型 分析 评价 分析
（流图）（DYNAMOY方程）
SD结构模型化原理
(Rate)
决策
速率变量
信息
行动
信息
流 （行动）
系统 状态
SD的研究对象及其特点
❖ SD的研究对象主要是社会（经济）系统。 ❖ (1)社会系统中存在着决策环节 ❖ 社会系统的行为总是经过采集信息，并按照某个
政策进行信息加工处理作出决策后出现的，决定 是一个经过多次比较、反复选择、优化的过程。 ❖ 对于大规模复杂的社会系统来说，其决策环节所 需要的信息的信息量是十分庞大的。其中既有看 得见、摸得着的实体，又有看不见、摸不到的价 值、伦理、道德观念及个人、团体的偏见等因素。

②社会系统具有自律性。自律性就是自己作主进行决策，自己管理、控制、约束自身行为的能力和特性。
③社会系统的非线性。非线性是指社会现象中原因和结果之间所呈现出的极端非线性关系。
3.图表展示SD的工作程序
答：
4.简述SD结构模型地建模步骤
答：1.明确系统边界，即确定对象系统地范围
2.阐明形成系统结构地反馈回路，即明确系统内部活动地因果关系链
三、判断正误
1.Hall三维结构与Checkland方法论均强调定量分析。( F )
2.Checkland方法论是在Hall三维结构的基础上提出的，因而更为合理。( F )
3.系统分析原理与Hall三维结构和Checkland方法论有密切联系。( T )
四、简答
1.画图表示系统分析的基本步骤
答：
2.简述切克兰德方法论的主要内容和工作过程
《系统工程》作业集答案
第一章
1.系统：系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所构成，具有特定功能、结构和环境的整体。
2.系统工程：用定量与定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织的建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。
二、判断正误
2.连续系统：连续系统是指系统中的状态变量随时间连续地变化的系统。
3.离散系统：离散系统是离散事件动态系统的简称，是指系统状态变量只在一些离散地时间点上发生变化地系统。
4.因果箭：连接因果要素地有向线段，箭尾始于原因，箭头终于结果。
5.因果链：因果关系具有传递性，用因果箭对具有递推性质地因果关系加以描绘即得到因果链。
③利用模型可以进行“思想”试验。
总之，模型研究具有经济、方便、快速和可重复的特点，它使得人们可以对某些不允许进行试验的系统进行模拟试验研究，快速显示它们在各种条件下漫长的反映过程，并很经济，可重复进行。

第三章 系统模型与模型化21. 给定描述系统基本结构的有向图，如图3-16a 、b 所示。

要求： （1）写出系统要素集合S 及S 上的二元关系集合b R 。

（2）建立邻接矩阵A 、可达矩阵M 及缩减矩阵M '。

解：（2）3-16a ： 规范方法：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=011100000001000001001001A ，⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1111001000011000111011111M ，M M ='①区域划分所以系统无法划分为两个或两个以上相互独立的区域，即}5,4,3,2,1{)(==∏P S 。

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=11110010000110001110111115432154321)(P M ②级位划分}1{},5{},2{},3{},4{,,,,)(54321==∏L L L L L P⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=11111011110011100011000011523415234)(54321L L L L L L M ③提取骨架矩阵⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=''11000011000011000011000011523415234)(54321L L L L L L M⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=-''='01000001000001000001000001523415234)(54321L L L L L I L M A实用方法：缩减矩阵⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=='1111010000110001110111115432154321M M ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡='11111011110011100011000011523415234)(54321L L L L L L M3-16b ： 规范方法：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=000000000011100010000000001000010100A ，⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=100000111111101010000100101010111111M①区域划分φ≠=⋂=⋂}5,1{}6,5,4,2,1{}5,3,1{)()(63S A S A所以系统无法划分为两个或两个以上相互独立的区域，即}6,5,4,3,2,1{)(==∏P S 。