机理与实验结合的对象建模方法研究.pdf

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1、机理与实验结合的对象建模方法研究房汉呜，等机理与实验结合的对象建模方法研究水房汉呜h，税爱社h，包建明2，王见厚岫，李林2(后勤工程学院：1．a．后勤信息与军事物流工程系，b．研究生管理大队，重庆4叭311；2．78479部队，四川成都610083)摘要：对象建模在研究对象的特性，描述对象的输入量和输出量之间的关系上发挥着不可替代的作用。但是由于研究对象的复杂性、非线性，往往使得模型参数不容易通过机理分析的方式求得。针对该问题，提出一种机理和实验结合的对象建模方法，该方法通过对象或过程的内部原理得到其机理模型，再结合实验数据或图像特征，

2、确定模型参数。通过单容自衡水箱实验，表明该方法既能准确地描述对象的内部机理，又能简单方便地通过实验确定其模型参数。关键词：建模方法；对象模型；机理建模；实验建模；单容水箱中图分类号：TP311文献标识码：ADOI编码：10．14016“．cnki．1001—9227．2叭6．01．160Abstract：0bjectmodelingplaysanirreplaceableroleinresearchingthechamcteristics0ftheobjectanddescribingtherelationshipbetweeninpu

3、tsandoutputsofit．Butbecauseofthecomplexityaswellasnonlinearoftheobjecttobestudy，themodelparametersarenoteasilyobtainedbymeansofmechanismanalysis．Aimingatthisproblem，akindofobjectmodelingmethodwhichiscombinedthemechanismwithexperimentsisputforward．Themechanismmodelisobtai

4、nedbyprinciplesinintemalsorpmcessoftheobject．Combiningexperimentaldataorimagech眦cteristics，themodelparametersaredetemined．Thesimulationexperimentsoftheself—balanceone—tankshowsthemethodnotonlycanaccuratelydescribeobjects，butalsodeteminethemodelpammetersthmughexperimentss

5、impleandconveniently．Keywords：modelingmethod；objectmodel；mechanismmodeling；experimentalmodeling；singlewatertankO引言随着科学技术的迅速发展，对象建模日益彰显其不可替代的作用。对象建模可以将现实问题转化为对应的数学模型，深化人们对研究对象特征和规律的认识。在对事物由定性认识到定量认识的过程中往往需要针对某个特定的对象进行建模分析，并且对象建模是系统建模的基础，是开展科学研究的根基。可以通过两种方式来进行对象建模，即通过实验进行建

6、模和机理建模。在对象模型建立的过程中所涉及的信息源主要有建模目的、实验数据、先验知识¨。。前期的研究仅限于单一的机理建模获者实验建模，没有探索出一条即快速准确又行之有效的方法。本文针对对象模型准确性、快速性、简便性方面存在的问题，给出了机理与实验结合的对象建模的一般方法。通过单容自衡水箱模拟实验，表明该方法既能准确地描述对象的内部机理，又能简单方便地通过实验确定其模型参数。l建模方法1．1机理建模对象(或过程)的数学模型通过对象或生产过程的内部原理，得到相关联的平衡方程，比方说能量、物料、动量、相平衡方程或者相关的物性和特性方程、化学反

7、应定律、电路基本定律等来得到，这种建模方法通常称为机理模型。机理建模立足于揭示事物内在的规律，依赖于对现实对象的认识，来源于通过对数据和现象的分析对事物内在规律做出的猜想。常收稿日期：m基金项目：总后勤部军需物资油料部项目(油20130208)作者简介：房汉鸣(1989一)，男，硕士研究生，主要从事智能检测与控制技术方向的研究工作。·160·用的机理建模的方法有：逻辑方法、微分方程、比例方法和代数方法。1．2实验建模人们为发现特定对象或过程的某些特性和规律所做的试验性的活动成为实验。实验建模就建立在这些实验的基础上，通过人为地改变输入变

8、量来观察输出变量的变化，结合实验数据分析相关的理论，总结出对象的一般模型。实验建模的过程有模型选择和参数确定两个环节⋯。文献[2]、[3]提出了一种基于偏最小二乘回归分析方法的数据融合建模和试验建模。文献[