系统动力学ppt课件

1、第 1 章 概述 1.1.系统动力学简介 1956 年， Jay W.Forrester 放弃了其在电机控制领域的研究，转而将反馈控制的基本原则用于社会经济学系统。1961 年，他在 MIT 工业管理学院研究公司管理问题，出版了其专著 Industrial Dynomics, 这标志着这一学科的创立。 在过去的 40 年中，系统动力学有了长足的发展。系统动力学的理论、思想方法和工具，对于分析社会经济中许多复杂动态问题非常有效。另一方面，系统动力学的分析方法、建模方法、模拟方法和模拟工具比较规范，易于学习和应用。 1、事件行为结构 在日常生活中，我们往往是从事件开始认。

2、5.1 系统动力学理论5.1.1 系统动力学的概念系统动力学（简称 SDSystem Dynamics） ，是由美国麻省理工学院（MIT ）的福瑞斯特（J.WForrester）教授创造的，一门以控制论、信息论、决策论等有关理论为理论基础，以计算机仿真技术为手段，定量研究非线性、高阶次、多重反馈复杂系统的学科。它也是一门认识系统问题并解决系统问题的综合交叉学科1-3。从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。系统动力学对问题的理解，。

3、主讲：彭琪凯,汽车系统动力学,汽车系统动力学,第三章 充气轮胎动力学,3.1概述,3.2轮胎的功能、结构与发展,3.3轮胎模型,3.4轮胎纵向力学特性,3.5轮胎垂向力学特性,3.6轮胎侧向力学特性,1,汽车系统动力学,1.轮胎运动坐标系,纵向力,侧向力,法向力,翻转力矩,滚动阻力矩,回正力矩,3.1概述,2,汽车系统动力学,2.车轮运动参数,3.1概述,滑动率(s=01) ,表示车轮相对于 纯滚动(或纯滑动)状态的偏离程度。,滑转率(驱动时),滑移率(制动时),轮胎侧偏角,负的轮胎侧向力产生正的侧偏角,轮胎径向变形,无负载轮胎径向半径与负载时半径之差。,3,顺时针方向为。

4、,第二章 电力拖动系统动力学,主要内容：1、电力拖动系统转动方程式；2、多轴电力系统简化；3、负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件,第二章 电力拖动系统动力学,2.1 电力拖动系统转动方程式,凡是由电动机作为动力，拖动各类生产机械，完成一定的生产工艺要求的系统，都称为电力拖动系统。电力拖动系统一般由电动机、传动机构、生产机械、电源和控制装置五部分组成。,2.1 电力拖动系统转动方程式,单轴电力拖动系统：电动机转轴与生产机械的工作机构直接相连，工作机构是电动机的负载。 其中，T为电动机电磁转矩；n为电动机转速；T0。

5、,第三篇 动力学,动力学引言,动力学研究内容,研究物体的机械运动与作用力之间的关系，即研究物体机械运动的普遍规律。,动力学研究对象,质点：,具有一定质量，而几何尺寸可忽略的物体。,质点系：,几个或无限个相互有联系的质点组成的系统,刚体：,不变的质点系,动力学：质点动力学、质点系动力学,第三篇 动力学,第10章 动力学基本定律,第10章 动力学基本定律,10-1 牛顿三定律,第一定律：惯性定律,任何质点如不受力作用，则将保持原来静止或等速直线运动状态。,1、不受力？,2、惯性：,质点具有的保持原有的运动状态不变的特性,3、要运动状态改。

6、理 论 力 学 （运动学）,教 材:理论力学 陈国平 罗高作 主编 武汉理工大学出版社 参考书: 建筑力学 钟光珞 张为民 编著 中国建材工业出版社建筑力学 周国瑾等 编著 同济大学出版社理论力学 范钦珊 主编 清华大学出版社,10 质点动力学,第10章 质点动力学的基本方程,10-1 动力学的基本定律, 第一定律（惯性定律）, 第二定律（力与加速度之间的关系的定律）, 第三定律（作用与反作用定律）,将动力学基本方程 表示为微分形式的方程，称为质点的运动微分方程。,1.矢量形式,2.直角坐标形式,X=max Y=may,3.自然形式,质点运动微分方程还可有极坐标。

7、 系统动力学 简称 SD(System Dynamics) 系统动力学原理 建模基本步骤 VensimPLE软件 系统动力学模型 (System Dynamics)被誉为 实际系统的实验室 ，是美国麻省理工学院 (MIT)福瑞斯特 Forrester (Jay W .Forrester)教授于1956年首创的一种运用结构、功能、历史相结合的方法，借助于计算机仿真而定量地研究 非线性 （ Non-linearity）、 多重反馈 （Information feedback）、 复杂时变 （ Dynamic complexity） 系统的系统分析技术。可用于研究处理社会 经济 生态和生物等复杂系统问题，它可在宏观层次和微观层次上对复杂、多层次、多部门、。

8、Toni与Steven之间的对话,Steve，在你说的市场从非智能机到智能机的迁移过程中，如果市场开始朝稍微低端一点的智能机移动，如果市场开始迁移到非常低的价格点，然后你觉得你无法在这个价格点做出一个合适的产品，你会在这种情况下丢失市场份额。这种理解是否正确？,你看问题的角度是错误的。你的角度是在一个碎片化的世界里做硬件的人。你观察的角度是一个硬件厂商，既不了解软件，也不去把它作为一个整合的产品思考，然后就假设软件会自然而然地工作。你就坐在哪里想，“我们如何把这个东西弄得更便宜？好吧，那我们把屏幕弄小一点，弄个。

9、系 统 动 力 学 (System Dynamics),主讲：张学民,(4),延迟与平滑,延迟的现象比比皆是,系统动力学模型中包含的物质流与信息流可能存在延迟。 在现实生活中，延迟的现象比比皆是： 厂家向顾客交付订货； 感染潜伏期病症； 播种与收获； 投资与回报； 。 延迟是信息反馈系统结构中颇为重要的一个角色。,延迟与DELAY1函数,考虑一个简单的疾病蔓延模型，处潜伏期人口INC，其输入速率为感染率INF，输出速率为疾病症候显现率SYMP，方程如下： L INC.K = INC.J + DT*(INF.JK SYMP.JK) N INC = TSS*INF R SYMP.KL = INC.K/TSS 式中TSS为潜伏期，比。

10、流 图,流图的概念1、存量和流量：存量是积累，标征系统的状态并为决策和行动提供信息基础；流量反映存量的时间变化，流入和流出之间的差异随着时间的积累而产生存量。2、流图的概念：流图是在因果关系图的基础上进一步区分变量的性质，用更加直观的符号刻画系统要素之间的逻辑关系，明确系统的反馈形式和控制规律。3、流图与因果关系图的比较,订货,库存,销售,库存偏差,目标库存,库存,订货,销售,库存 偏差,随机,期望库存,库存调节时间,流图中的基本要素及其描述符号 1、系统中不同性质的变量及其描述符号 （1）存量：也称状态变量，是系统。

11、13 系统动力学方法,主讲人：王喜,13 系统动力学方法,系统动力学基本原理与方法简介 两个应用研究实例,概 述系统动力学(System Dynamics)，是美国麻省理工学院福瑞斯特(Jay WForrester)教授首创的一种运用结构、功能、历史相结合的系统仿真方法，它通过建立DYNAMO模型并借助于计算机仿真，定量地研究高阶次、非线性、多重反馈、复杂时变系统的系统分析技术。目前，这一技术已被广泛地应用于自然科学和社会科学的各个领域。系统动力学方法是地理系统仿真常用的方法之一。本章将结合有关实例，介绍和探讨系统动力学方法在地理学中的应用。,1.。

12、系统思考与系统动力学,提纲,实践中的问题理 论理论应用,多米诺骨牌,思考,事物都是相互联系的,大鱼吃小鱼的故事,相互敌对仇视,怒目圆睁,问题一：共同悲剧 （资源的消耗） 基模结构,“系统动力学”基本语言,正反馈环 负反馈环 延迟,笑一笑,问题：对于其它国家粮食短缺问题，请你谈谈自己的看法？（联合国给全世界的小朋友的题目） 非洲小朋友： “粮食” 欧洲小朋友： “短缺” 亚洲小朋友： “自己的看法” 拉美小朋友：“请” 美国小朋友：“其它国家”,问题二：舍本逐末 基模结构,基模结构的特征？,特征1.症状解的问题副作用；特征2.根本。

13、第十章质点动力学的基本方程,10-1 动力学的基本定律,第一定律 (惯性定律):,不受力作用的质点，将保持静止或作匀速直线运动。,第二定律,重力,力的单位:牛顿,第三定律 (作用与反作用定律):,两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,沿着同一直线,且同时分别作用在这两个物体上。,10-2 质点的运动微分方程,1 、在直角坐标轴上的投影,或,3 、质点动力学的两类基本问题,第一类问题：已知运动求力.,第二类问题：已知力求运动.,混合问题：第一类与第二类问题的混合.,2、在自然轴上的投影,由,有,注意：F=Ma的含义,1、矢量式 2、质量是。

14、系统动力学,2009.10.31,System Dynamics,Contents,系统动力学发展历程,1,系统动力学的原理,2,系统动力学分析问题的步骤,3,系统动力学基本概念,4,5,系统动力学实际案例,1.系统动力学发展历程,产生背景：第二次世界大战以后，随着工业化的进程，某些国家的社会问题日趋严重，例如城市人口剧增、失业、环境污染、资源枯竭。这些问题范围广泛，关系复杂，因素众多，具有如下三个特点：各问题之间有密切的关联，而且往往存在矛盾的关系，例如经济增长与环境保护等。,1.系统动力学发展历程,许多问题如投资效果、环境污染、信息传递等 有较长的延。

15、21系统动力学课程名称：系统动力学课程名称：（英文）Dynamics of System课程编号：B08140601课程组长：朱东生教授、曾德荣教授课程性质：专业基础课学 分：3总学时数：54适用专业：桥梁与隧道工程课程教材： 美 Gary. C. Hart, Structural Dynamics for Structural Engineers, 2000参考书目：1美 Anil. K., Chopra Dynamics of Structures, 20012李德葆实验模态分析及其应用科学出版社 20013庄表中等结构随机振动国防工业出版社 19954张景绘等一体化振动控制科学出版社 2005教学方式：本课程以讲授为主。考核方式：考试，作业及报告占 40。

16、系统动力学基础,系统动力学的产生,系统动力学（System Dynamics）是20世纪50年代由美国麻省理工学院（MIT）斯隆管理学院的福睿斯特（Jay Wright Forrester）教授开创的，是研究系统动态行为的一种计算机仿真技术。,Jay Wright Forrester,系统动力学产生的背景,第二次世界大战以后，随着工业化的进程，某些国家的社会问题日趋严重，例如城市人口剧增、失业、环境污染、资源枯竭。这些问题范围广泛，关系复杂，因素众多，具有如下三个特点： 各问题之间有密切的关联，而且往往存在矛盾的关系，例如经济增长与环境保护等。 许多问题如投资效。

17、第四章 系统动力学模型, 什么是系统动力学？,系统动力学又称系统动态学（System Dynamics）简称SD 系统动力学的理论基础：反馈控制理论 系统动力学的技术手段：计算机技术 系统动力学的研究对象：擅长研究复杂社会经济大系统 系统动力学的研究方法：从系统内部微观结构入手，建立SD数学模型。运用计算机技术，并按时间步长（足够小）法 模拟上机运行。根据前一时刻系统状态，估算出下一时刻系统状态，一步步展现系统动态演变过程。系统动力学模拟时间可长可短，尤长为好， 尤其适用中长期预测预报，这一特性对具有大惯性的社会经济系统的。

18、1,汽车系统动力学,2,第十一章 行驶动力学模型,11.1模型推导的前提,11.2单轮车辆模型,11.3半车模型,11.4整车模型,3,通常以噪声(Noise)、振动(Vibration)和啸鸣(Harshness)，即NVH来描述车辆乘坐舒适性，一般情况下车辆的振动频率范围可大致划分如下：,11.1模型推导的前提,015Hz 刚体运动 15150Hz 结构振动，板件共振 150Hz以上 噪声及啸鸣,典型的共振频率范围通常为：,车身 共振频率 11.5Hz一阶扭转振动 1530Hz一阶弯曲振动 2030Hz 车轮跳动 1012Hz 座椅上的乘客 46Hz 悬置的动力总成 1020Hz 结构共振频率 20Hz 轮胎共振频率 3050Hz和80100。

19、系统动力学,System Dynamics,Contents,系统动力学发展历程,1,系统动力学的原理,2,系统动力学分析问题的步骤,3,系统动力学基本概念,4,5,系统动力学实际案例,1、系统动力学发展历程,系统动力学（Systems Dynamics，SD）是美国麻省理工学院（MIT）的弗雷斯特（J. W. Forrester）教授于1956年提出的一种以反馈控制理论为基础，借助于计算机仿真而定量地研究非线性、多重反馈、复杂时变系统的系统分析技术。 可用于研究处理社会经济生态和生物等复杂系统问题，它可在宏观层次和微观层次上对复杂、多层次、多部门、非线性的大规模系统进行综合研。