系統(tǒng)建模理論及應(yīng)用

系統(tǒng)建模理論及應(yīng)用主講教師:

宋靖雁

博士副教授

清華大學(xué)自動化系系統(tǒng)工程研究所

電話:62771878/

辦公地點(diǎn):中央主樓402

E-Mail:輔講教師:姚丹亞博士副教授李志恒講師自動化系系統(tǒng)工程研究所辦公地點(diǎn):中央主樓807E-Mail:參考書:

1、《過程辨識》

方崇智,蕭德云,清華大學(xué)出版社,1988

2、《FuzzyEngineering》

BartKosko,Prentice-Hall,1997

3、《系統(tǒng)工程概論》

夏紹緯,楊家本,清華大學(xué)出版社,1995

4、《SystemModelingandIdentification》

RolfJohansson,Prentice-Hall,1993

5、《信號與系統(tǒng)》,AlanV、Oppenheim,

西安交通大學(xué)出版社課程得指導(dǎo)思想:研究生課程介紹有關(guān)系統(tǒng)建模得基本理論與方法;介紹相關(guān)研究領(lǐng)域得最新研究成果;介紹幾個有代表意義得實用模型;課程強(qiáng)調(diào)理論與應(yīng)用相結(jié)合、模型與實際研究相結(jié)合;強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)分析問題與解決問題得能力;利用所學(xué)知識進(jìn)行指定課題得研究并完成相應(yīng)報告。課程得內(nèi)容與時間安排:1、系統(tǒng)建模理論介紹 1周2、參數(shù)模型得建模方法與應(yīng)用 4周3、非參數(shù)模型得建模方法與應(yīng)用5周4、智能車隊得模糊控制模型 1周智能交通系統(tǒng)中建模方法及應(yīng)用1周火電站系統(tǒng)模型及仿真應(yīng)用 1周7、模型得檢驗與可靠性分析 1周8、機(jī)動/討論 2周課程成績評定 平時成績:10% 期中考試:20% 期末報告:10% 課程論文:60%

第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)得定義 具有一定功能,相互間具有有機(jī)聯(lián)系,由許多要素或構(gòu)成部分組成得整體。系統(tǒng)建模得定義 系統(tǒng)建模就就是建立一個新系統(tǒng),用來模擬或仿真原有系統(tǒng)。模型就是對實際系統(tǒng)得簡化表示,它提取與反映了所研究系統(tǒng)得基本性質(zhì)。模型得表現(xiàn)形式 直覺模型、實物模型、模擬模型、圖表模型、數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型得種類 參數(shù)模型、非參數(shù)模型、模糊及神經(jīng)元模型、區(qū)域規(guī)劃模型、網(wǎng)絡(luò)模型、黑箱模型、黑板模型、遺傳算法模型等第一章系統(tǒng)建模理論介紹模型得分類綜合模型與分解模型時域模型與頻域模型確定性模型與隨機(jī)模型

SISO模型與MIMO模型連續(xù)模型與離散模型參數(shù)模型與非參數(shù)模型建立系統(tǒng)模型得基本方法機(jī)理分析法測試法第一章系統(tǒng)建模理論介紹建模得步驟與方法建模目標(biāo)模型預(yù)測模型結(jié)構(gòu)確定模型仿真實驗設(shè)計系統(tǒng)模型模型參數(shù)估計模型檢驗第一章系統(tǒng)建模理論介紹:系統(tǒng)建模得步驟明確問題建立價值體系與評價準(zhǔn)則系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合系統(tǒng)方案得優(yōu)化選擇決策模型應(yīng)用與實施第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模得幾個基本原則

模型得目得性模型得實在性模型得可辨識性模型得預(yù)報性模型得學(xué)習(xí)性模型得簡單性(節(jié)省原則)12大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模得注意事項

直接分析問題 利用近似系統(tǒng)進(jìn)行模擬 通過數(shù)據(jù)分析確定模型結(jié)構(gòu) 局部試驗確定本質(zhì)因素

第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模得注意事項(Cont、) 直接分析問題

原庫存X(t)新庫存X(t＋1)產(chǎn)量U(t)銷量R(t)無損耗:X(t+1)=X(t)+U(t)-R(t)有損耗:X(t+1)=X(t)+U(t)-R(t)-d(t)第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模得注意事項(Cont、) 利用近似系統(tǒng)進(jìn)行模擬

W1W2W3W4W5P(x1,y1)P(x2,y2)P(x3,y3)P(x4,y4)P(x5,y5)P(x,y)P(x,y):待定倉庫位置P(xi,yi):車間位置Wi:車間P(xi,yi)得貨物需求量總費(fèi)用:問題:最小值不易求解第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模得注意事項(Cont、) 利用近似系統(tǒng)進(jìn)行模擬

P1W1W1W1W1W1P1P1P1P1第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模得注意事項(Cont、)

通過數(shù)據(jù)分析確定數(shù)據(jù)模型

有些系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)性質(zhì)不很清楚,可以通過對描述系統(tǒng)功能得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來搞清模型結(jié)構(gòu)。

局部試驗確定本質(zhì)因素

當(dāng)現(xiàn)有得數(shù)據(jù)或分析不能確定個別因素對系統(tǒng)工作得指標(biāo)影響時,有必要在系統(tǒng)上作局部試驗,確定哪些就是本質(zhì)因素及其對指標(biāo)得影響。第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)模型

系統(tǒng)動力學(xué)模型(SystemDynamics)

起源于反饋控制,強(qiáng)調(diào)信息與反饋。 網(wǎng)絡(luò)模型

其直觀信決定了其廣泛得使用。 解釋結(jié)構(gòu)模型

InterpretiveStructuralModeling 交叉影響分析模型第一章系統(tǒng)建模理論介紹解釋結(jié)構(gòu)模型ISM觀察學(xué)習(xí)外部信息計算機(jī)具體化分解提出圖表化比較文件化智力模型修正反饋第一章系統(tǒng)建模理論介紹集成操縱控制器操作選擇:分割合并變速變換車道集成單車控制器汽車控制驅(qū)動系統(tǒng)制動系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)來自首車得數(shù)據(jù)操作指令狀態(tài)參數(shù)隊列編組目標(biāo)系統(tǒng)建模事例－智能汽車隊列模糊控制

模糊隊列控制器第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模事例－智能汽車隊列模糊控制

模糊油門控制器車距控制器首車速度控制器后繼車車速控制器車輛模型油門變化量IMC預(yù)設(shè)車距IMC速度前車數(shù)據(jù)第一章系統(tǒng)建模理論介紹系統(tǒng)建模事例－智能汽車隊列模糊控制

隊列維持(車距控制):車距控制器輸入第車首車第i

車第車、、、第一章系統(tǒng)建模理論介紹ZESNLNMNSPMPLPZESNMNLNSPMPLPENLNMNSNZESPMPLPEP系統(tǒng)建模事例－智能汽車隊列模糊控制車距控制器模糊變量得模糊集:第一章系統(tǒng)建模理論介紹EPLPLPMPMPMPZEL