工程系统建模与仿真：模型分类与数学建模

"模型及其分类-工程系统建模与仿真" 在工程系统建模与仿真领域，模型被定义为为了特定目的，对系统的一部分信息进行抽象而构建的系统替代物。模型并不试图完全复制系统，而是根据研究需求进行简化或精细化处理，甚至可以进行分解或组合。模型通常分为两大类：物理模型和数学模型。 物理模型，也称为实物模型，是按照一定的规则（如相似原则）对系统进行简化或比例缩放得到的复制品。这种模型在物理实体上模拟系统的特征，便于直观理解和实验。 数学模型则是基于实际系统，针对特定目标，通过简化假设，运用数学工具构建的数学结构。它旨在揭示系统的内在运动规律和动态特性，通常用于系统的分析、预测和控制。例如，使用MATLAB/Simulink这样的仿真软件，可以对各种典型系统的数学模型进行仿真和分析。 本课程《工程系统建模与仿真》由姚智慧教授讲授，专注于培养学生的系统建模技能和仿真能力，特别是针对机电一体化系统。课程要求学生在掌握机械、电子、液压和控制理论基础之上，学习建模与仿真的基本理论和方法，能够建立不同类型的系统模型，如机械、电气和液压系统，并利用MATLAB/Simulink进行仿真。 课程内容包括基本动态系统、典型机械系统的建模、电气系统与机电系统的建模、液压系统的建模与仿真，以及工程系统的仿真。这些章节涵盖了建模与仿真过程的各个方面，从理论到实践，旨在提升学生解决实际工程问题的能力。 课程参考了多部专业书籍，包括系统动力学、建模与仿真、现代系统建模与仿真技术等，这些文献提供了深入的学习资源。此外，课程还介绍了建模与仿真的历史发展，从1600年代基于物理科学的建模，到20世纪40年代电子计算机的出现，再到之后的快速发展，展示了建模与仿真技术的重要演变。 通过学习本课程，学生将能够理解实际系统与模型之间的关系，掌握计算机程序实现与模型的关系，从而在工程实践中有效地应用建模与仿真技术进行问题的分析和解决。