系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真第一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、概念及作用

1、基本概念所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過(guò)程的、且具有一定邏輯關(guān)系或數(shù)學(xué)方程的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。第1節(jié)系統(tǒng)仿真概述第二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)(1)它是一種對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤其當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法建立數(shù)學(xué)模型求解時(shí)，仿真技術(shù)卻能有效地來(lái)處理這類問(wèn)題。(2)仿真是一種人為的試驗(yàn)手段，進(jìn)行類似于物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢拥膶?shí)驗(yàn)。它和現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的差別在于，仿真實(shí)驗(yàn)不是依據(jù)實(shí)際環(huán)境，而是作為實(shí)際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的“人造”環(huán)境下進(jìn)行的。這是仿真的主要功能。(3)在系統(tǒng)仿真時(shí)，盡管要研究的是某些特定時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)或行為，但仿真過(guò)程也恰恰是對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)或行為在時(shí)間序列內(nèi)全過(guò)程進(jìn)行描述。換句話說(shuō)，仿真可以比較真實(shí)地描述系統(tǒng)的運(yùn)行、演變及其發(fā)展過(guò)程。

(4)電子計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)仿真的主要工具。第三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過(guò)程也是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過(guò)程。尤其是對(duì)一些復(fù)雜的隨機(jī)問(wèn)題，應(yīng)用仿真技術(shù)是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。(2)對(duì)一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對(duì)象系統(tǒng)，可通過(guò)仿真模型來(lái)順利地解決預(yù)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)等系統(tǒng)問(wèn)題。(3)通過(guò)系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便于分析。(4)通過(guò)系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問(wèn)題，以便及時(shí)解決。第四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三4、系統(tǒng)仿真的不足之處（1）系統(tǒng)仿真的每次運(yùn)行只能提供系統(tǒng)在某些條件下的特殊解，而不是通解。（2）仿真模型的建立是以對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的精確理解為前提的，但是為簡(jiǎn)單起見，在建模過(guò)程中往往需要對(duì)某些條件進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，這容易忽略某些看似不重要的細(xì)節(jié)問(wèn)題。（3）一般來(lái)說(shuō)，確定仿真問(wèn)題的初始條件比較困難，仿真精度比較難控制與測(cè)定。第五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三5、系統(tǒng)仿真的分類（1）、確定性仿真和隨機(jī)性仿真。確定性仿真：系統(tǒng)在某一時(shí)刻的狀態(tài)完全由系統(tǒng)的以前狀態(tài)所決定，因而其輸出結(jié)果完全由輸入來(lái)確定。隨機(jī)性仿真：指相同的輸入經(jīng)過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移后得到不同的輸出結(jié)果，這些結(jié)果雖然不確定，但是服從一定的概率分布。（2）連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散系統(tǒng)仿真連續(xù)系統(tǒng)仿真：指系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間呈連續(xù)性變化。離散系統(tǒng)仿真：指系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間呈間斷性變化。第六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)仿真本質(zhì)上是由三要素構(gòu)成的，即系統(tǒng)、系統(tǒng)模型與實(shí)驗(yàn)。如將實(shí)驗(yàn)置于計(jì)算機(jī)上進(jìn)行就是計(jì)算機(jī)仿真。系統(tǒng)模型計(jì)算機(jī)建立系統(tǒng)模型建立仿真模型仿真實(shí)驗(yàn)圖1系統(tǒng)仿真原理圖第七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、系統(tǒng)仿真的建模過(guò)程（一)、模型的圖解結(jié)構(gòu)第八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)仿真的模型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)仿真的模型包含的系統(tǒng)信息：組成要素變量參數(shù)函數(shù)關(guān)系約束條件目標(biāo)第九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）系統(tǒng)仿真過(guò)程構(gòu)建系統(tǒng)仿真試驗(yàn)的模型前，需要建立仿真的邏輯結(jié)構(gòu)模型，即分析系統(tǒng)要素的構(gòu)成、子系統(tǒng)的組成、并考察系統(tǒng)要素間以及子系統(tǒng)間的動(dòng)態(tài)特性。第十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、系統(tǒng)仿真方法系統(tǒng)仿真的基本方法是建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型和數(shù)學(xué)模型，并將其轉(zhuǎn)換為適合在計(jì)算機(jī)上編程的仿真模型，然后對(duì)模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。由于連續(xù)系統(tǒng)和離散(事件)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有很大差別，所以系統(tǒng)仿真方法基本上分為兩大類，即連續(xù)系統(tǒng)仿真方法和離散系統(tǒng)仿真方法。在以上兩類基本方法的基礎(chǔ)上，還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效的方法，如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、蒙特卡洛法等。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法通過(guò)建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型(流圖等)、利用DYNAMO仿真語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，從而研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。第十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的一種計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。是一門綜合了反饋控制理論、信息論、系統(tǒng)論、決策論、計(jì)算機(jī)仿真和系統(tǒng)分析的試驗(yàn)方法而發(fā)展起來(lái)的，定性與定量相結(jié)合，研究復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的應(yīng)用學(xué)科，屬于系統(tǒng)科學(xué)與管理科學(xué)的一個(gè)分支。以系統(tǒng)思考的觀點(diǎn)、方法來(lái)界定系統(tǒng)的組織邊界、運(yùn)作及信息傳遞流程，以因果反饋關(guān)系環(huán)路定性描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)復(fù)雜性，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖模型而形成“策略試驗(yàn)空間”，管理決策者可在其中嘗試不同的情境、構(gòu)想和策略，并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)定量模擬不同策略下現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的行為模式，以了解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的結(jié)構(gòu)性原因，最后通過(guò)改變系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)或相關(guān)變量參數(shù)，分析并設(shè)計(jì)出良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及解決動(dòng)態(tài)復(fù)雜問(wèn)題和改善系統(tǒng)績(jī)效的高杠桿解決方案。

第二節(jié)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型化原理

一、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展及特點(diǎn)

第十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

第二節(jié)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型化原理一、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展及特點(diǎn)

1、由來(lái)和發(fā)展

80年代以來(lái)1956年至60年代初60年代初至70年代初70年代初至80年代SD的出現(xiàn)始于1956年，主要應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)管理，并創(chuàng)立了“IndustrialDynamics”(1959)SD思想和方法的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。“PrinciplesofSystems”(1968)，“UrbanDynamics”(1969)的出現(xiàn).1972年美國(guó)MIT的J.W.Forrester正式提出“SystemsDynamics”。經(jīng)歷了兩次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。SD成為一種重要的系統(tǒng)工程方法論和重要的模型方法。尤其是隨著國(guó)內(nèi)外管理界對(duì)學(xué)習(xí)型組織的關(guān)注,SD思想和方法的生命力更為強(qiáng)勁。第十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

20世紀(jì)70年代以來(lái)，SD經(jīng)歷的兩次嚴(yán)峻挑戰(zhàn)第一次挑戰(zhàn)(70年代中前期)：70年代初，來(lái)自26個(gè)國(guó)家的75名科學(xué)家的羅馬俱樂部困惑于世界面臨人口增長(zhǎng)與資源日漸枯竭的前景。鑒于當(dāng)時(shí)一些慣用的工具難以勝任對(duì)此復(fù)雜問(wèn)題的研究，于是他們寄希望于剛剛興起的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法。其主要的標(biāo)志是兩個(gè)世界模型(WORLD）(WORLD“WorldDynamics,1971,Forester”;WORLD--“TheLimitstoGrowth,D.Meadows,1972”,“TowardGlobalEquilibriumD.Meadows,1974”)。這些成果引起了一場(chǎng)令人矚目、曠日持久的論戰(zhàn)。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)正是在這一番論戰(zhàn)中，加速壯大成熟起來(lái)。第十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二次挑戰(zhàn)(70年代初到80年代中)：

Forrester

教授在多方資助之下開始研究美國(guó)全國(guó)模型，解開了一些在經(jīng)濟(jì)方面長(zhǎng)期存在、令經(jīng)濟(jì)學(xué)家困惑不解的疑團(tuán)，諸如，70年代以來(lái)的通貨膨脹、失業(yè)率和實(shí)際利率同時(shí)增長(zhǎng)等問(wèn)題。其最有價(jià)值的研究成果還在于揭示了美國(guó)與西方國(guó)家經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)波(LongWave)形成的內(nèi)在奧秘。由于在全國(guó)模型與長(zhǎng)波理論研究方面取得成就，使系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)這一門學(xué)科在理論和應(yīng)用研究?jī)煞矫娑既〉昧孙w躍性進(jìn)展。從此，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。

第十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

[美]彼得·圣吉（PeterM·Senge）著，第五項(xiàng)修煉—學(xué)習(xí)型組織的藝術(shù)與實(shí)務(wù)。作者簡(jiǎn)介：1970年從斯坦福大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士后進(jìn)入MIT攻讀管理碩士學(xué)位，在此期間被Forrester教授的SD整體動(dòng)態(tài)搭配的管理新理念所吸引。1978年獲得博士學(xué)位后，一直和MIT的工作伙伴及企業(yè)界人士一道，孜孜不倦地致力于將SD與組織學(xué)習(xí)、創(chuàng)造原理、認(rèn)知科學(xué)等融合，發(fā)展出一種人類夢(mèng)寐以求的組織藍(lán)圖—學(xué)習(xí)型組織。第十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

2、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基本觀點(diǎn)（1）研究對(duì)象的前提。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)所研究的系統(tǒng)必須是遠(yuǎn)離平衡的有序的耗散結(jié)構(gòu)。（2）復(fù)雜系統(tǒng)及特性。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①抉擇性——具有決策環(huán)節(jié)（人、信息）②自律性——具有反饋環(huán)節(jié)③非線性——具有延遲環(huán)節(jié)（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由若干相互作用的反饋環(huán)路組成，反饋環(huán)路的交叉、相互作用形成系統(tǒng)的總功能。（4）內(nèi)生的觀點(diǎn)（5）主導(dǎo)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)/變量作用原理（6）系統(tǒng)的歷史性與進(jìn)化規(guī)律第十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、對(duì)系統(tǒng)的描述1）利用狀態(tài)變量來(lái)描述多變量系統(tǒng)2）將描述系統(tǒng)的高階非線性隨機(jī)偏微分方程簡(jiǎn)化為確定性的非線性微分方程。3）利用專用噪聲函數(shù)來(lái)研究系統(tǒng)中存在的某些隨機(jī)的不確定因素的影響。4）涉及人類活動(dòng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)等復(fù)雜系統(tǒng)中，難以用明顯的數(shù)學(xué)描述的結(jié)構(gòu)稱為“不良結(jié)構(gòu)”5）一般把步伐不良結(jié)構(gòu)相對(duì)地“良化”，或者用近似的良結(jié)構(gòu)來(lái)代替，或定性與定量結(jié)合把一部分定性問(wèn)題定量化。6）SD以定量描述為主，輔以半定量、半定性或定性描述，是定量模型與概念模型的結(jié)合與統(tǒng)一。第十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三4、SD的特點(diǎn)及作用系統(tǒng)思考。閉環(huán)、動(dòng)態(tài)、結(jié)構(gòu)性思考。行為內(nèi)生。動(dòng)態(tài)發(fā)展。因果關(guān)系。政策試驗(yàn)。善于處理周期性/長(zhǎng)期性問(wèn)題。強(qiáng)調(diào)預(yù)測(cè)的條件?？商幚頂?shù)據(jù)不充分或難量化的情況。第十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與仿真

（一）建模步驟1、問(wèn)題的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型第一步：弄清系統(tǒng)的目標(biāo)第二步：應(yīng)該對(duì)被研究對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析。2、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)式模型的建立；數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；3、仿真實(shí)施DYNAMO方程式的建立與計(jì)算；將數(shù)式模型按DYNAMO語(yǔ)言規(guī)則寫成方程式確定適當(dāng)?shù)姆抡娌介L(zhǎng)確定各類變量的初始值確定模型輸入內(nèi)容及輸出的形式確定仿真時(shí)間仿真的實(shí)行。4、仿真結(jié)果分析第二十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三4、工作程序

認(rèn)識(shí)問(wèn)題界定系統(tǒng)要素及其因果關(guān)系分析建立結(jié)構(gòu)模型建立數(shù)學(xué)模型仿真分析比較與評(píng)價(jià)政策分析圖5-2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的工作程序第二十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）SD建模方法1、框圖法2、因果關(guān)系環(huán)路法3、流圖法第二十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、框圖法非能源生產(chǎn)部門國(guó)民收入及分配投資比例科技教育傳統(tǒng)能源生產(chǎn)部門新能源生產(chǎn)部門人口、勞動(dòng)力及消費(fèi)國(guó)家能源模型框圖第二十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三因果關(guān)系的意義：2、因果關(guān)系環(huán)路法第二十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三基本概念

(1)因果箭：連接因果要素的有向線段。箭尾始于原因，箭頭終于結(jié)果。因果關(guān)系有正負(fù)極性之分。正(+)為加強(qiáng)，負(fù)(-)為削弱。因果鏈：因果關(guān)系具有傳遞性。用因果箭對(duì)具有遞推性質(zhì)的因素關(guān)系加以描繪即得到因果鏈。因果鏈極性的判別標(biāo)準(zhǔn)：因果鏈的符號(hào)與所含因果箭符號(hào)的乘積符號(hào)相同。第二十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

(2)因果(反饋)回路（環(huán)）

原因和結(jié)果的相互作用形成因果關(guān)系回路(因果反饋回路、環(huán))。它是一種特殊的(即封閉的、首尾相接的)因果鏈。社會(huì)系統(tǒng)中的因果反饋環(huán)是社會(huì)系統(tǒng)中各要素的因果關(guān)系本身所固有的。正反饋回路，起到自我強(qiáng)化的作用，負(fù)反饋回路具有“內(nèi)部穩(wěn)定器”的作用。多重因果(反饋)回路：社會(huì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為是由系統(tǒng)本身存在著的許多正反饋和負(fù)反饋回路決定的，從而形成多重反饋回路。第二十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三正反饋環(huán)（增強(qiáng)型）：具有自我強(qiáng)化的變動(dòng)效果

負(fù)反饋環(huán)（平衡型）：具有自我調(diào)節(jié)的變動(dòng)效果第二十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

SD認(rèn)為，系統(tǒng)的性質(zhì)和行為主要取決于系統(tǒng)中存在的反饋回路，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要就是指系統(tǒng)中反饋回路的結(jié)構(gòu)。其中包含了因果箭、因果鏈、因果反饋回路和多重因果反饋回路等。利息(元/年)銀行貨幣利率++(+)(a)第三十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三庫(kù)存量訂貨量庫(kù)存差額++-（-）(b)期望庫(kù)存第三十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三出生人口人口總量死亡人口（平均）出生率（平均）死亡率（-）-++（+）+(c)第三十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三投資(元/年)工業(yè)資本折舊(元/年)平均資本投資率平均資本折舊率（-）-++（+）+(d)第三十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)服務(wù)質(zhì)量的重視程度有效的讀者意見讀者意見++-（-）(e)偏見第三十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三人口分配生產(chǎn)消費(fèi)流通消費(fèi)水平資源消耗或占用量資源存量+-++++++++-(-)(-)(f)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)因果關(guān)系例圖

第三十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三基本反饋環(huán)類型

（1）一階正反饋環(huán)概念：

階——反饋環(huán)中的積累變量的個(gè)數(shù)

第三十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）一階負(fù)反饋環(huán)第三十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三（3）二階負(fù)反饋環(huán)第三十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三（4）正負(fù)反饋環(huán)第三十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三因果反饋關(guān)系環(huán)路法的局限：

不能區(qū)分系統(tǒng)中的不同性質(zhì)的變量；僅能反映出變量的增加或減少，而不能描述變化的比例；不能描述積累效應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程；只能定性描述，還需要進(jìn)一步量化。第四十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、SD的基本工作原理（流圖法）

決策系統(tǒng)狀態(tài)決策匯流圖的意義：為量化模型而收集數(shù)據(jù)的依據(jù)，是設(shè)計(jì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)的依據(jù)，是提供系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)量化模型、進(jìn)行系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)，為系統(tǒng)分析提供數(shù)學(xué)模型藍(lán)圖及分析依據(jù)。源第四十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

流（行動(dòng)）決擇信息行動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)速率變量水準(zhǔn)變量信息

（決策函數(shù)）

（系統(tǒng)狀態(tài)）

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理圖觀察分析采取作用變化二、SD的基本工作原理流圖揭示了任何系統(tǒng)本質(zhì)變量主要是兩類：

一是積累變量，對(duì)應(yīng)積分

二是積累變量的對(duì)應(yīng)速度變量，對(duì)應(yīng)微分。第四十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、SD的基本工作原理

四個(gè)基本要素——狀態(tài)或水準(zhǔn)或積累、信息、決策或速率或流率、行動(dòng)或?qū)嵨锪鲀蓚€(gè)基本變量——水準(zhǔn)變量(LEVEL)

速率變量(RATE)一個(gè)基本思想——反饋控制通過(guò)反饋，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、變量之間形成回路，以一個(gè)整體發(fā)揮作用。第四十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三狀態(tài)或水準(zhǔn)或積累第四十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三決策或速率或流率第四十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三流第四十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三信息第四十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)變量1）、積累變量第四十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三2）、流率變量或速度率變量（Rate、Flow)第四十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三3）輔助變量第五十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三5）派生變量

包括為更好地描述某些過(guò)程或活動(dòng)或便于仿真而專門設(shè)計(jì)的變量，以及仿真軟件設(shè)計(jì)的衍生結(jié)構(gòu)。4）常數(shù)第五十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三6）內(nèi)生變量。包括流位、流率、輔助及常量等7）外生變量。制約著內(nèi)生變量，但又不受其制約的變量。8）信息的取出9）源與匯第五十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、流(程)圖要素其他常用的不同要素圖示

①流

實(shí)物流信息流②速率變量

③水準(zhǔn)變量

L1④輔助變量

A1。R1。第五十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三⑤參數(shù)（量）

（常量）（初值）⑥源與匯

⑦信息的取出

L1。A1。。第五十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三確定一個(gè)系統(tǒng)流程圖的重點(diǎn)，就是找出反饋回路中的流位和流速即狀態(tài)變量和決策變量。1狀態(tài)變量：一般是積累量，是能表征系統(tǒng)某種屬性的量，如人口數(shù)、庫(kù)存量，這些量表達(dá)了一種積分過(guò)程。2決策變量：是狀態(tài)變量的變化速度，在系統(tǒng)中描述的是物質(zhì)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。設(shè)狀態(tài)變量集合為X=[x1,…,xn]T，變化率R=[r1,…,rm]T據(jù)以上分析得：dX/dt=R或數(shù)值解法：假定R在[t,t+△t]內(nèi)不變X(t+△t)=X(t)+△tRLevel(現(xiàn)在)=level(過(guò)去)+DT*(Rin-Rout)第五十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

①弄清系統(tǒng)邊界，即明確問(wèn)題及其構(gòu)成要素；②弄清構(gòu)成系統(tǒng)的反饋環(huán)。繪制要素間相互作用關(guān)系的因果關(guān)系圖。注意一定要形成回路；③確定變量類型（L變量、R變量和A變量）。將要素轉(zhuǎn)化為變量，是建模的關(guān)鍵一步。在此，應(yīng)考慮以下幾個(gè)具體原則：

a.水準(zhǔn)（L）變量是積累變量，可定義在任何時(shí)點(diǎn)；而速率（R)變量只在一個(gè)時(shí)段才有意義。三、流圖繪制程序和方法（流圖設(shè)計(jì)第五十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三b.決策者最為關(guān)注和需要輸出的要素一般被處理成L變量。c.在反饋控制回路中，兩個(gè)L變量或兩個(gè)R變量不能直接相連。d.為降低系統(tǒng)的階次，應(yīng)盡可能減少回路中L變量的個(gè)數(shù)。故在實(shí)際系統(tǒng)描述中，輔助（A）變量在數(shù)量上一般是較多的。在繪制流圖時(shí)，應(yīng)特別注意形成正確的回路和用好信息連接線，并注意不要把不同的實(shí)物流直連在一起。e.在同一流中的L與R變量總是同時(shí)存在。第五十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三④確定L與R的構(gòu)造第五十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三WFSXFS（分到新房戶數(shù)）YMS（已買家俱新房戶數(shù)）WMSFFL(分房數(shù)量)XSL(家俱數(shù)量)（未分到新房戶數(shù)）（未買家俱戶數(shù)）

[錯(cuò)誤]XFSYMSWFSWMS[正確]第五十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三舉例

L1R1（利息1）C1(利率)PR1R2(出生人口)(人口總量)(死亡人口)C1（出生率）C2（死亡率）組織改善組織績(jī)效組織缺陷。

IR1(訂貨量)庫(kù)存量DY(期望庫(kù)存)（庫(kù)存差額）第六十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三SD結(jié)構(gòu)模型建模舉例—商店庫(kù)存模型訂貨商店工廠銷售產(chǎn)品商店庫(kù)存問(wèn)題的對(duì)象系統(tǒng)界定第六十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三商店訂貨工廠生產(chǎn)商店銷售商店庫(kù)存工廠未供訂貨生產(chǎn)能力預(yù)定產(chǎn)量R1R2A1A2L1―L2R3―+―(―)+++++(―)商店庫(kù)存問(wèn)題的因果關(guān)系圖及變量類型第六十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三D1D3D23YL1L2S2A1S1A2R1R3R2D1:期望的完成未供訂貨時(shí)間D2:調(diào)整生產(chǎn)時(shí)間D3:商店訂貨平滑化時(shí)間S1:平均銷售量S2:庫(kù)存差額Y:期望庫(kù)存商店庫(kù)存問(wèn)題的流(程)圖第六十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、DYNAMO語(yǔ)言基本規(guī)則1、從第一個(gè)非空字符開始，前5個(gè)字符位為語(yǔ)句名稱，從第6個(gè)字符位開始至少要有一個(gè)空格位，接下來(lái)是方程式或命令信息，其后又是一個(gè)空格位，按在空格位以后的是注釋，一行總長(zhǎng)度限制在72個(gè)字符以內(nèi)。第3節(jié)基本反饋回路的DYNAMO仿真分析第六十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、其他第六十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三為處理各種變量在各個(gè)時(shí)刻的計(jì)算問(wèn)題，DYN采用在變量后加“·”，再加表示時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)注的方法，表示變量在不同時(shí)刻的值。以此描述仿真的時(shí)間推進(jìn)。以正在計(jì)算的時(shí)刻為基準(zhǔn)，記為：·J←·K→·L

現(xiàn)在時(shí)刻時(shí)間長(zhǎng)度·JK、·KL等于步長(zhǎng)DT變量與時(shí)間標(biāo)注的對(duì)應(yīng)關(guān)系視變量的性質(zhì)、在何種方程中而定。第六十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三DYNAMO方程中系統(tǒng)變量的時(shí)間概念圖·JK·KL·JK·KLDTDTDT·K·J·LJKL前一時(shí)刻現(xiàn)在時(shí)刻下一時(shí)刻第六十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、DYNAMO方程1、初始條件方程第七十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、常數(shù)方程第七十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、LEVEL方程第七十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三4、RATE方程第七十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三5、輔助方程第七十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三第七十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三第七十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三方程中各種變量的時(shí)間表示方程類型左側(cè)變量的時(shí)間標(biāo)注右側(cè)變量的時(shí)間標(biāo)注記號(hào)

含義流位輔助速率增補(bǔ)常初變量變量變量變量量值LARSCN流位方程輔助方程速率方程增補(bǔ)方程常量方程初值方程·K·K·KL·K無(wú)無(wú)·J·J·JK·K·K·K·JK·K·K·K·JK·K·K·K·JK·K

第七十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、幾種典型反饋回路及其仿真計(jì)算1、一階正反饋回路

+PR年人口增加人口數(shù)（+）P

C1（人口年自然增長(zhǎng)率0.