建立模型,就是為了理解事物而對事物做出的一種抽象,是對事物的一種無歧義的書面描述。
建立系統模型的過程,又稱模型化。建模是研究系統的重要手段和前提。凡是用模型描述系統的因果關系或相互關系的過程都屬于建模。因描述的關系各異,所以實現這一過程的手段和方法也是多種多樣的。可以通過對系統本身運動規律的分析,根據事物的機理來建模;也可以通過對系統的實驗或統計數據的處理,并根據關于系統的已有的知識和經驗來建模。還可以同時使用幾種方法。
系統建模主要用于三個方面:
①分析和設計實際系統。用數學仿真來分析和設計一個實際系統時,必須有一個描述系統特征的模型。對于許多復雜的工業控制過程,建模往往是最關鍵和最困難的任務。對社會和經濟系統的定性或定量研究也是從建模著手的。
②預測或預報實際系統的某些狀態的未來發展趨勢。預測或預報基于事物發展過程的連貫性。例如根據以往的測量數據建立氣象變化的數學模型,用于預報未來的氣象。
③對系統實行最優控制。運用控制理論設計控制器或最優控制律的關鍵或前提是有一個能表征系統特征的數學模型。在建模的基礎上,再根據極大值原理、動態規劃、反饋、解耦、極點配置、自組織、自適應和智能控制等方法,設計各種各樣的控制器或控制律。