什么是机理分析法建模？一文讲清

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机理分析法建模是一种基于实验产生的机理建立数学模型的方法，也被称为直接建模法。机理分析法通常是直接从关键系统参数的改变而引起的变化而推导出数学模型的，主要是对被建模系统中包含的拓扑和参数进行定量分析，提取最能够最完全反映物理机理的模型表达式，从而建成模型，这就是机理分析法建模。

机理分析法建模的基本思路是：先把实验收集的数据根据关联性原理来进行统计和归类，然后根据这些数据验证物理机理，推导出数学模型，再对这些模型进行计算机仿真，最后比较实际数据和模拟数据，以验证模型的可靠性和有效性。

由于实验数据是机理分析法的起源，因此，机理分析法建模最大的优势在于可以准确地从实验中获得有效的机理信息，可以用来推断关键参数，而此参数还能够帮助我们明确物理机理，增强我们直接对机理的认识。

此外，机理分析法建模也有一定的局限性，首先，实验数据可能是不完整的，因此建立的模型可能有误差；其次，机理分析法假设的模型关系是十分的简单，而实际生活中系统建模的关系可能很复杂，因此需要考虑交叉关联的各种因素，而这可能无法用机理分析法的模型来描述；第三，机理分析建模的过程可能有较强的时间偶然性，以及受外部因素影响，这会使得机理分析法建模的过程较为困难，而机理分析建模可能难以体现这些因素。

机理分析法建模是利用实验数据，根据其中囊括的有关参数、机理、物理模型，推导出精确而完整的类微分方程系统，实现定量的物理模拟，得出模拟结果，检验机理分析法模型的准确性。这一类模型具有较高的准确度、可靠性和灵敏性，适用于描述许多系统的动态变化过程。其可为若干工程技术问题的求解提供显著的参考，使机理分析法建模在分析系统中获得了广泛的应用。

机制分析法建模是一种普遍的系统建模方...是一种把系统分解为其内部的构成部分，用来理解系统功能和行为的重要方法。其基本思想是从各个分解组件的行为出发，考虑如何这些组件有助于达到系统的总体目标，构建整个系统的组件连接子网，并进行相关联的关系设置，最终完成系统功能的交互建模，以达到系统设计的目的。

1.原理
机理分析法建模主要涉及模型的构建、系统执行规则的表达、系统构造的运行过程的仿真。这些技术均基于系统学的原理，以比较客观的数据来捕捉系统的行为，分析和定义行为之间的原理性关系，并在模型中反映出这种关系，以实现系统功能的模拟和仿真。

2.方法
机理分析法建模的方法相对比较固定，主要通过以下几个步骤完成：
（1）定义模型的分析对象，定义模型的内容和层次，确定模型最终定义的要求；
（2）分析模型的细节，收集模型需要的数据，确定模型的内容，如变量、函数、运算过程；
（3）定义系统的执行规则建模，定义模型的参数，以及控制参数的影响因素；
（4）构建系统执行过程的仿真模型，比如动态库存仿真、Case-Based仿真等；
（5）通过仿真结果分析，改进模型，调整参数，以全面理解系统的性能。

3.应用
机理分析法建模可以应用于多种领域，如机制分析法可以用于交通问题、制造系统、运输系统、管理系统、教学测试过程、社会经济等系统的建模。

（1）交通问题：机制分析法可以用来模拟交通流动、交通路网的建设、交通流动规律的影响因素的变化情况等。可以针对一个路网或一组路网设定不同的运行条件，模拟不同的交通环境，进行深入的研究和模拟。

（2）工厂运行系统：机制分析法可以用来模拟工厂整个生产过程，包括生产能力的扩大与优化、订单量的变化、工厂产能的有效利用等因素。

（3）教学测试过程：机制分析法可以用于评估不同学生的学习能力。可以用模型来模拟不同学科的学习，定量分析学生的学习能力，以及在学习过程中的表现，以及其与学习成绩的相关性，得出结果和结论。

（4）社会经济系统：机制分析法可以用于模拟政治、经济、供给和消费等因素对社会经济环境的影响，分析因素与因素之间的关系，以及这些因素从而维持社会稳态的原理与方法。

从以上分析中可以看出，机制分析法建模是一种客观、系统的方法，它