一种求解多体系统微分-代数方程的拉格朗日乘子方法--《中国铁道科学》2001年02期
一种求解多体系统微分-代数方程的拉格朗日乘子方法
【摘要】：本文给出了一种求解多体系统动力学微分 代数混合方程组 (DAES)的拉格朗日乘子方法。该法将时间按照Newmark差分格式进行离散化 ,位移约束方程 (完整约束 )按照泰勒级数展开 ,与动力学方程及速度约束方程 (非完整约束 )组合进行迭代求解。求解中位移约束的满足保证了速度、加速度约束的自动满足 ,从而无须进行违约修正。由于该方法对约束方程没有特殊要求 ,而且无须进行违约修正 ,从而保证了该方法对于一般多体系统动力学微分
代数方程求解的稳定性和适用性。本文求解了多体系统动力学中的一个七杆机构标准考题[1] ,与文献 [1]中的结果及ADAMS/ 10
1的计算结果比较表明 ,该方法和利用该方法编制的程序是正确的
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：O241.82【正文快照】：
1　引　　言　　工程中的多体系统往往是闭环系统 ,有的还受到非定常约束的作用 ,比如车辆系统。很多按照多体理论建立的动力学方程是一组带拉格朗日乘子的微分
代数混合方程 (ＤＡＥＳ) [1] ,可以表示如下 :　　Ｍ (ｑ ,ｔ)¨ｑ+Ｂ(ｑ ,ｔ) Ｔλ=ｆ(ｑ , ｑ ,ｔ) (1ａ)　　
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【引证文献】
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于霖冲;[J];嘉应大学学报;2002年06期
于霖冲,白广臣;[J];机床与液压;2004年07期
原亮明,陈泽深,王成国,刘金朝;[J];中国铁道科学;2002年03期
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张伯艳;[D];西安理工大学;2005年
【共引文献】
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张学胜,陈万吉;[J];工程力学;2000年01期
杨国来,陈运生,闵建平;[J];工程力学;2001年05期
张丕景;[J];工程数学学报;2003年04期
王其东,方锡邦,卢剑伟,赵猛;[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1999年06期
周凡利,陈立平,彭小波;[J];华中科技大学学报;2001年06期
刘敏杰,李从心,刘海峰;[J];机械工程学报;2000年05期
王琪,陆启韶;[J];力学进展;2001年01期
吴 永,胡继云,殷学纲;[J];力学进展;2002年02期
于清,洪嘉振;[J];力学进展;1999年02期
赵维加,潘振宽;[J];力学学报;2002年04期
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袁泉;[D];中国农业大学;2000年
王其东;[D];合肥工业大学;2002年
吴永;[D];重庆大学;2002年
冯志华;[D];南京航空航天大学;2002年
仇原鹰;[D];西安电子科技大学;2002年
石明全;[D];南京理工大学;2003年
赵玉立;[D];西北工业大学;2003年
周建亨;[D];东华大学;2004年
胡继云;[D];重庆大学;2004年
范毅方;[D];四川大学;2003年
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刘春霞;[D];西安电子科技大学;1999年
赵玉立;[D];西北工业大学;2000年
占良胜;[D];湖南大学;2003年
高波;[D];青岛大学;2003年
王（？）;[D];南京理工大学;2003年
董明智;[D];昆明理工大学;2004年
施国华;[D];南京理工大学;2004年
何延俊;[D];湖南大学;2004年
杨东武;[D];西安电子科技大学;2005年
邢殿福;[D];哈尔滨工程大学;2005年
【同被引文献】
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齐朝晖，唐立民，陆佑方;[J];力学学报;1994年05期
赵维加,潘振宽,王艺兵;[J];应用数学和力学;2000年01期
张楚汉,王光纶;[J];地震工程与工程振动;1986年04期
刘小弟;苏经宇;;[J];工程抗震与加固改造;1992年03期
崔玉柱,张楚汉,金峰,王光纶;[J];水利学报;2002年06期
王书法,李树忱,李术才,朱维申;[J];岩土力学;2002年03期
夏拥军;陆念力;;[J];工程力学;2007年07期
张志伟;毛福荣;宋锦春;;[J];东北大学学报(自然科学版);2006年08期
朱昱,冯启民;[J];地震工程与工程振动;1992年01期
刘鹏程,林皋,金春山;[J];地震工程与工程振动;1992年04期
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胡其彪;[D];浙江大学;2001年
赵孟良;[D];浙江大学;2007年
胡庆雷;[D];哈尔滨工业大学;2006年
张洪;[D];同济大学;2005年
黄泽好;[D];重庆大学;2006年
缪炳荣;[D];西南交通大学;2007年
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刘银虎;[D];浙江工业大学;2003年
谢铁华;[D];浙江大学;2004年
熊天齐;[D];同济大学;2006年
王明星;[D];西南交通大学;2006年
【二级引证文献】
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于霖冲,巫喜红;[J];嘉应学院学报;2004年03期
刘云贺;张伯艳;陈厚群;;[J];水利学报;2006年06期
罗文俊;雷晓燕;;[J];中国铁道科学;2006年02期
于霖冲,白广忱,焦俊婷;[J];组合机床与自动化加工技术;2004年12期
于霖冲;焦俊婷;;[J];组合机床与自动化加工技术;2006年01期
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张伯艳;陈厚群;李德玉;;[A];水电2006国际研讨会论文集[C];2006年
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王刚;[D];北京交通大学;2007年
于晓岩;[D];南昌大学;2007年
马连军;[D];南昌大学;2007年
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邵兵;[D];南京航空航天大学;2010年
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京公网安备74号核多体问题_百度百科
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核多体问题（nuclear many-body problem）是研究由三个以上 组成的核物理系统的问题。是由和组成的量子多体系统，服从运动规则。原子核的结构和原子核反应的性质是由组成原子核的和它们之间的，以及复杂的多粒子系统来确定。由于原子核是由核子通过的多粒子系统组成，处理的已不适用。严格的理论处理还很困难。[1]特&&&&征由三个以上核子组成的微观系统
对于核多体问题的研究大致概括为两大类：基于核物理现象的唯象方法，以及从核子–核子出发，在框架下进行的。[1]对于多粒子系统唯象的研究是着重于大量的，如核的单粒子激发，核的，核的和，核大振幅的集体运动，核的、、重离子反应等，并用各种来解释。常用的理论模型有、原子核的集体运动模型、相互作用玻色子模型，以及一些宏观模型，如、、模型、等。但唯象模型和宏观模型的较多，对参数的依赖较强，缺乏理论的预言能力。为更好地描述和预言实验现象，常采用和的混合模型。[1]微观方法是从自由核子–核子，采用非相对论或量子多体方法来研究核的性质。70年代，在的介子交换理论基础上，从大量核子–核子相移和唯一的两核子氘核的性质出发，成功建立了自由核子–核子两体相互作用势。直接用的来研究核的性质，最简单的方法是在密度的无穷大的核系统来讨论。由于具有，重核中心区域趋于，在中的研究可讨论核的整体性质。在非相对论核多体理论框架下，按空穴线展开的梯形图的无穷级求和方法，称为BHF方法。研究发现，这种不能定量地符合核物质饱和性质的和描述三体核系统，如3He、3H的基态性质，必须引进三体力才能改善与实验值的符合。然而，近十多年基于相对论的狄拉克BHF（DBHF）理论的研究，将核子处理为狄拉克粒子，的相互作用势场是由很大的和的抵消得到。在大于时标量势趋于饱和，矢量势随密度增加，引进了新的饱和机制，成功描述了核物质的饱和性质。[1]由于BHF和DBHF方法的复杂性，大部分的研究局限于情况。对于有限核的研究，常采用的的有效，作哈特里–福克计算。原子核的用满足完全反对称的单核子来描述，用得到核子在核内的势场，从而得到单核子波函数，并作自洽的计算，这种方法称为哈特里–福克方法。核子的有效相互作用的由一些实验数据来确定。许多情况下，这种方法是成功的，常用的核子的有效相互作用有斯基尔姆势、密歇根M3Y势和戈格里势等。近来将核子处理为狄拉克粒子的相对论，核子的有效相互作用是由核子之间交换标量介子σ、矢量介子ω、ρ和给出库仑相互作用的来描述，并考虑的自相互作用，有效是由符合核物质和一些的性质来得到。平均场理论不仅成功地描述了上和上的大部分核的基态性质，而且成功地应用于和反应的许多研究。有效π介子的贡献必须考虑相对论哈特里–福克方法，由于计算的复杂性，现今尚未得到理想的有效相互作用参数，研究有待于进一步发展。[1]
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Powersim, Vensim and
Stella 系统动力学软件
MIT斯隆商学院一个专门的系统动力学系
多体系统动力学
　　多体系统动力学：包括多刚体系统动力学和多柔体系统动力学。多体系统动力学是研究多体系统（一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动规律的科学。
　　20世纪60年代，古典的刚体力学、分析力学与计算机相结合的力学分支——多体系统动力学在社会生产实际需要的推动下产生了。其主要任务是：1.建立复杂机械系统运动学和动力学程式化的数学模型，开发实现这个数学模型的软件系统，用户只需输入描述系统的最基本数据，借助计算机就能自动进行程式化的处理；2.开发和实现有效的处理数学模型的计算机方法与数值积分方法，自动得到运动学规律和动力学响应；3.实现有效的数据后处理，采用动画显示，图表或其他方式提供数据处理结果。目前多体动力学已形成了比较系统的研究方法。其中主要有工程中常用的以拉格朗日方程为代表的分析力学的方法、以牛顿-欧拉方程为代表的矢量学方法、图论方法、凯恩方法和变分方法等。
柔性多体动力学建模
系统动力学(简称SD—system
系统动力学(简称SD—system
dynamics)的出现于1956年，创始人为(MIT)的福瑞斯特(J．W．Forrester)教授。系统动力学是福瑞斯特教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法，最初叫工业动态学。是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。从系统来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。它基于，吸收了、信息论的精髓，是一门综合自然科学和的横向学科。
　　系统动力学(简称SD—system
dynamics) 　　1956年出现，创始人为(MIT)的福瑞斯特(J．W．Forrester)教授，他为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的方法，最初叫工业动态学。
　　1961年，福瑞斯特发表的《工业动力学》(industrial
dynamics)成为经典著作。 　　随后，系统动力学应用范围日益扩大，几乎遍及各个领域，逐渐形成了比较成熟的新学科——系统动力学。。
　　系统动力学对问题的理解，是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系，并且透过的建立与操弄的过程而获得的，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系，系统动力学称之为结构。所谓结构是指一组环环相扣的行动或决策规则所构成的网络，例如指导组织成员每日行动与决策的一组相互关联的准则、惯例或政策，这一组结构决定了组织行为的特性。构成系统动力学模式结构的主要元件包含下列几项，“流”(flow)、“积量”(level)、“率量”
(rate)、“辅助变量”(auxiliary) (Forrester, 1961)。
　　系统动力学将组织中的运作，以六种流来加以表示，包括订单(order)流、人员(people)流、钱(money)流、设备(equipment)流、物料流
(material)与资讯(information)流，这六种流归纳了组织运作所包含的基本结构。积量表示真实世界中，可随时间递移而累积或减少的事物，其中包含可见的，如存货水平、人员数；与不可见的，如认知负荷的水平或压力等，它代表了某一时点，环境变量的状态，是模式中资讯的来源；率量表示某一个积量，在单位时间内量的变化速率，它可以是单纯地表示增加、减少或是净增加率，是资讯处理与转换成行动的地方；辅助变量在模式中有三种涵意，资讯处理的中间过程、、模式的输入测试函数。其中，前两种涵意都可视为率量变量的一部分。系统动力学的建模基本单位－资讯回馈环路结构的基本组成是资讯回馈环路(information
loops)。环路是由现况、目标以及现况(积量)与目标间差距所产生的调节行动(率量)所构成的，环路行为的特性在消弭目标与现况间的差距，例如存货的调节环路。除了目标追寻的负环外，还有一种具有自我增强(self-reinforced)的正回馈环路，即因果彼此相互增强的影响关系，系统的行为则是环路间彼此力量消长的过程。但除此之外结构还须包括时间滞延(time
delay)的过程，如组织中不论是实体的过程例如生产、运输、传递等，或是无形的过程例如决策过程，以及认知的过程等都存在著或长或短的时间延迟。系统动力学的建模过程，主要就是透过观察系统内六种流的交互运作过程，讨论不同流里，其积量的变化与影响积量的各种率量行为。
系统动力学原理
　　圣吉的理论基础，来源于他的导师佛里斯特提出的系统动力学（System
Dynamics）。所谓系统动力学，就是对整体运作本质的思考方式，把结构的方法、功能的方法和历史的方法融为一个整体，其目的在于提升人类组织的“群体智力”。它与（Chaos
Theory）和复杂性科学（Scienceof Complexity）所探讨的内容相同。 　　佛里斯特在20世纪中期，对一系列社会经济问题进行系统动力学的创造性研究，取得了令人瞩目的成绩。1958年，他发表的论文《工业动力学—决策的一个重要突破口》，首次把系统动力学运用于工业研究；1965年，他又发表论文《企业的新设计》，进一步深化了系统动力学在工业中的运用；1968年，他出版的《系统原理》一书，全面论述了系统动力学的基本原理和方法，至此，系统动力学从理论上整体完成；1971年，他又把研究的对象延伸到了范围，出版《》一书，提出了研究全球发展问题的“世界”（WorldModel）。
　　众所周知，在20世纪60～70年代，罗马俱乐部曾经探讨过人类目前及未来所面临的困境，并提出了“增长的极限”这一重要理念。结果他们发现问题太过复杂，根本无法思考。最后佛里斯特运用他的系统动力学理论，以五个重要因素建立了系统动力模拟的“世界模型Ⅱ”。《增长的极限》这本探讨人类困境的未来学著作，就是佛里斯特的弟子梅多斯（D.H.Meadows）等人完成的，其中进一步提出了更为细致的“世界模型Ⅲ”。这两个模型在世界范围内引起了极大的反响。继“世界模型”之后，佛里斯特等又开始进行历时十多年的“国家模型”研究，运用他的方法，在宏观经济学和微观经济学之间架起了桥梁。
　　系统动力学是在总结运筹学的基础上，为适应现代社会系统的管理需要而发展起来的。它不是依据抽象的假设，而是以的存在为前提，不追求“最佳解”，而是从整体出发寻求改善系统行为的机会和途径。从技巧上说，它不是依据逻辑的推演而获得答案，而是依据对系统的实际观测信息建立动态的仿真模型，并通过试验来获得对系统未来行为的描述。简单而言，“系统动力学是研究社会系统动态行为的计算机仿真方法”。具体而言，系统动力学包括如下几点。①系统动力学将和非生命系统都作为信息反馈系统来研究，并且认为，在每个系统之中都存在着信息反馈机制，而这恰恰是的重要观点，所以，系统动力学是以控制论为理论基础的；②系统动力学把研究对象划分为若干子系统，并且建立起各个子系统之间的因果关系网络，立足于整体以及整体之间的关系研究，以整体观替代传统的元素观；③系统动力学的研究方法是建立计算机仿真模型—流图和构造，实行计算机仿真试验，验证模型的有效性，为战略与决策的制定提供依据。
　　作为佛里斯特的弟子，圣吉的“”采取了系统动力学的理念，但大大简化了系统的模型结构（圣吉的著作中，所谓模型，往往是一个非常简单的环状反馈示意图），而且把直觉、感悟和意念引入思考方式。这样，他把艰深的系统动力学转变为人人易懂的系统思考，并在企业组织中实践和推广。
　　圣吉的“组织学习实验室”，实际上就是一个简化并压缩了的系统动力模拟实验，他称之为“微世界”（Microworld）。在这里，进行“修炼”的经理可以尝试各种可能的构想、策略所发生的情景变化，以及其中可能出现的各种搭配。圣吉将这里视为组织创造与学习的演练场。在这种实验室中，可以把长期的演变发展过程加以“压缩”观察，进而寻求解决之道，也可以用于许多与人有关的变数研究。其最终目的，正如圣吉自己比喻的那样，类似于孩子游戏，通过跷跷板学习杠杆原理，通过荡秋千学习钟摆原理，通过“过家家”掌握社会系统。
　　20世纪涌现出了许多新的管理思想，圣吉提出的第五项修炼是比较特别的一种。其特别之处就在于它专注于复杂现象背后的整体和本质，并寻求问题的“真解”。圣吉的五项修炼是一个系统思考的整体。所谓“修炼”，不仅仅是一种技术训练，更是一种理念培养。系统思考有助于将五项修炼更好地结合起来，探究各项修炼之间的互动关系，并不断探究如何使整体效用发挥到最大。五项修炼的真正目的，在于实现个人与组织之间的和谐，并最终促进人的发展和价值的真正实现。
　　圣吉的思想与方法，一方面在许多企业中得到推广运用，另一方面也受到了许多的质疑。其中，最重要的就是罗伯特·路易斯·佛勒德（RobertLouisFlood）的《反思第五项修炼》（有和广西师大出版社两个汉译版本）。佛勒德也是从出发，但他认为圣吉的思考过于狭隘。佛勒德对圣吉的挑战是从下列观点展开的：在貌似难以捉摸的复杂性之下，存在着一种潜在的秩序，这种秩序毋宁说隐含着简单性。运用开放，完全可以了解这种秩序。由此，他对圣吉的观点进行了修正，以求提高人类应对复杂世界的能力，这种修正的最终目标是，对不可管理的事物实施管理，对不可组织的事物进行组织，对不可了解的事物加以了解。当然，这种批评是对圣吉的延伸和矫正，而不是对圣吉的否定。掌握这种批评，有助于人们更好地认识圣吉的思想。
　　是运用的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的。 　　信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑，给出了估算通信信道容量的方法。信息传输和信息压缩是信息论研究中的两大领域。这两个方面又由、信源－信道隔离定理相互联系。
什么是信息
　　信息现代定义。[2006年,(杂志)，等].
　　信息是物质、能量、信息及其属性的标示。逆信息定义
　　信息是确定性的增加。逆信息定义
　　信息是事物现象及其属性标识的集合。2002年
　　是研究动物(包括人类)和机器内部的控制与通信的一般规律的学科,着重于研究过程中的数学关系
　　主要研究远离平衡态的开放系统在与外界有物质或能量交换的情况下，如何通过自己内部协同作用，自发地出现时间、空间和功能上的有序结构。以现代科学的最新成果——、信息论、控制论、等为基础，吸取了结构的大量营养，采用统计学和动力学相结合的方法，通过对不同的领域的分析，提出了多维相空间理论，建立了一整套的数学模型和处理方案，在到宏观的过渡上，描述了各种系统和现象中从无序到有序转变的共同规律。
　　协同论是研究不同事物共同特征及其协同机理的新兴学科，是近十几年来获得发展并被广泛应用的综合性学科。它着重探讨各种系统从无序变为有序时的相似性。协同论的创始人说过，他把这个学科称为“”，一方面是由于我们所研究的对象是许多子系统的联合作用，以产生宏观尺度上结构和功能；另一方面，它又是由许多不同的学科进行合作，来发现自组织系统的一般原理。
　　是研究系统的一般模式，结构和规律的学问，它研究各种系统的共同特征，用定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学。
　　研究系统的结构、功能与发生演变及其相互关系的规律，也称为泛进化或的结构理论（年发展的理论），探讨系统的结构本原模型、适应稳态结构、系统层次的组织建构，以及实在系统与符号系统对应转换关系，探讨的逻辑学基础，以及宇宙、生命、文明的信息组织化过程的结构演变规律。
扩展阅读：
系统动力学（System
Dynamics）以系统思考为理论基础，但更进一步，融进了计算机仿真模型。 系统动力学研究起源于美国教授的名著《工业动力学》。由于初期它主要应用于工业企业管理，故称为“工业动力学；后来，随着该学科的发展，其应用范围日益扩大，遍及经济社会等各类系统，故改称为系统动力学。
系统动力学的产生与发展
　　系统动力学创始于1956年，在20世纪50年代末成为一门独立完整的学科，其创始者为美国麻省理工学院福瑞斯特（Forrester
J. W.）教授。
　　20世纪50年代后期，系统动力学逐步发展成为一门新的领域。初期它主要应用受工业企业管理，处理诸如生产与雇员情况的变动，市场股票与市场增长的不稳定性等问题。此学科早期的称呼——“工业动力学”即因此而得名。而后，系统动力学的应用范围日益扩大，从民用到军用；从科研、设计工作的管理到城市摆脱停滞与衰退的决策；从世界面临指数式增长的威胁与资源储量日益殆尽的危机道检验糖尿病的病理假设，应用范围非常广泛。
　　20世纪60年代是系统动力学成长的重要时期，一批代表这一阶段理论与应用研究成果水平的论著问世。教授发表于1961年的《工业动力学》（Industrial
Dynamics）已成为本科学的经典著作，它阐明了系统动力学的原理与典型应用。《系统原理》（Principles of
Systems，1968）一书侧重介绍了系统的基本结构。《城市动力学》（Urban
Dynamics，1969）则总结了美国城市兴衰问题的理论与应用研究的成果。
　　20世纪70年代系统动力学进入蓬勃发展时期，由罗马俱乐部提供财政支持，以Meadows为首的国际研究小组所承担的世界模型研究课题，研究了世界范围的人口、资源、工农业和环境污染诸因素的相互关系，以及产生后果的各种可能性。而以福瑞斯特教授为首的美国国家模型研究小组，将美国的社会经济作为一个整体，成功地研究了和等社会经济问题，第一次从理论上阐述了经济学家长期争论不休的经济长波产生和机制。
　　这一成就受到西方的重视，也使系统动力学于20世纪80年代初在理论和应用研究两方面都取得了飞跃地进展，达到了更成熟的阶段。目前系统动力学正处在一个蓬勃发展的时机，其自身的理论、方法和模型体系仍在深度和广度上发展进化。
系统动力学法的步骤
找出问题，
对问题产生的原因形成动态假设（Dynamic Hypothsis），
从问题根源出发，建立计算机仿真模型系统。
对模型进行测试，确保现实中的行为能够再现于计算机模型系统，
设计、各选择性方案，减少问题。
实施方案。
　　通常，这些步骤在执行过程中需要不断回顾和提炼，有时候需要回到上一步去。例如，第一步找出的问题，到了后来也许会发现只是一个更为严重问题的征兆而已。
系统动力学的应用
战略和企业规划
公共管理与政策制定
生物和医学模型
能源与环境
自然科学和的理论发展
复杂的非线性动力学
系统动力学方法是一种以反馈控制理论为基础，以计算机仿真技术为手段，通常用以研究复杂的社会经济系统的定量方法。自50年代美国麻省理工学院福雷斯特教授创立以来，它已成功地应用于企业、城市、地区、国家甚至世界规模的许多战略与决策等分析中，被誉为"战略与决策实验室"。这种模型从本质上看是带时间滞后的一阶差微分方程，由于建模时借助于"流图"，其中"积累"、"流率"和其它辅助变量都具有明显的物理意义，因此可以说是一种布告同实际的建模方法。
　　（1）适用于处理长期性和周期性的问题。如自然界的生态平衡、人的生命周期和社会问题中的经济危机等都呈现周期性规律并需通过较长的历史阶段来观察，已有不少系统动力学模型对其机制作出了较为科学的解释。
　　（2）适用于对数据不足的问题进行研究。建模中常常遇到数据不足或某些数据难于量化的问题，系统动力学籍各要素间的因果关系及有限的数据及一定的结构仍可进行推算分析。
　　（3）适用于处理精度要求不高的复杂的社会经济问题。上述总是常因描述方程是高阶非线性动态的，应用一般数学方法很难求解。系统动力学则藉助于计算机及仿真技术仍能获得主要信息。
　　（4）强调有条件预测。本方法强调产生结果的条件，采?如果……则"的形式，对预测未来提供了新的手段。
　　（1）因果反馈。如果事件A（原因）引起事件B（结果），AB便形成因果关系。若A增加引起B增加，称AB构成正因果关系；若A增加引起B减少，则称为负因果关系。两个以上因果关系链首尾相连构成反馈回路，亦分正、负反馈回路。
　　（2）积累。本法视社会经济状态变化为由许多参变量组成的一种流，通过对流的研究来掌握系统性质和运动规律。流的规程量便是"积累"，用以描述系统状态，系统输入输出流量之差为积累增量。"流率"表述流的活动状态，亦称决策函数，积累则是流的结果。任何决策过程均可用流的反馈回路描述。
　　（3）流图。流图由"积累"、"流率"、"物质流"、"信息流"等符号构成，直观形象地反映系统结构和动态特征。
　　某库存系统的流图如图16-8。图中，库存量（L）和劳力（A）为积累变量，产出率（R1），发货率（R2），雇用率（R3）为流速变量。可以根据流图写出系统动力学方程。
　　如：积累（L）公式为：L=L0+（R1－R2）△t
　　（4）延迟。任何决策实施均需一定时间，此现象即为延迟。图上不易表述，通常用计算机程序中延迟指令来实现。
　　（5）仿真语言。为使用方便，设计了DYNAM0专用语言，备有20多种函数，只需输入系统动力学议程和必要参数，即可向用户提供结果。
　　系统动力学方法在我国已开始用于地区和国家级规划模型，目前一些高等院校及专业学术团体正在进行研究和推广应用。
系统动力学
- 系统动力学系统动力学(简称SD—)出现于1956年，创始人为美国麻省理工学院()的福瑞斯特()教授。系统动力学是福瑞斯特教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法，最初叫工业动态学。1961年，福瑞斯特发表的 (industrial
dynamics)成为经典著作。随后，系统动力学应用范围日益扩大，几乎遍及各个领域，逐渐形成了比较成熟的新学科——系统动力学。系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。
系统动力学
系统动力学与系统思考
研究分析有关复杂信息反馈系统动态趋势的学科，英文缩写SD。系统动力学以、、、信息处理和计算机仿真技术为基础研究复杂系统随时间推移而产生的行为模式。系统动力学把系统的行为模式看成是由系统内部的信息反馈机制决定的。通过建立系统动力学模型，利用DYNAMO仿真语言在计算机上实现对真实系统的仿真，可以研究系统的结构、功能和行为之间的动态关系，以便寻求较优的系统结构和功能。
　　发展简况&　第二次世界大战以后，随着工业化的进展，城市人口、就业、环境污染和资源等各种社会问题日趋严重，迫切需要用新的方法对这些问题进行综合研究。1955年以后电子计算机技术渐趋成熟和普及，于是系统动力学应运而生。美国麻省理工学院的J.W.福雷斯特于1957年提出这一方法，原名工业动力学。后来研究对象从工程系统发展到社会系统，运用这一方法建立了世界模型和美国国家模型。但各个领域的研究方法在本质上并没有什么区别，故于1972年定名为系统动力学。
　　研究对象的特征&　系统动力学研究的对象是复杂的系统。除了一般大系统所具有的系统结构复杂、影响因素众多、系统行为有时滞现象和系统内部诸参数随时间而变化等特征外，系统动力学认为复杂系统还有一些其他特征：①系统都是高阶数、多回路、非线性的信息反馈系统。②系统的行为具有“反直观”性，即其行为方式往往恰好与多数人们所预期的结果相反。③系统内部诸反馈回路中存在一些主要回路，正是这些主要回路及其相互间的作用主要地决定了系统的动态行为。但这些主要回路并非固定不变，可能因系统的作用而更迭。④系统的非线性经过多次反馈以后，使系统呈现出对外部扰动反映迟钝的倾向，对系统参数变化并不敏感。
　　系统动力学方法论&　从系统方法论来说，系统动力学是结构方法、功能方法和历史方法的统一。它有一套独特的解决复杂系统问题的工具和技巧，如、、和等概念。系统边界内反馈闭环中的要素称为流位（或称状态变量、积累等），各流位都是一些原始资料与信息的积累和储存，如人口、资本、库存量和农业收成等。用以描述变化、行动或决策的要素称为速率。速率是进入或出自某一流位的信息或资料的瞬时流量，如出生率、投资率、折旧率等。它受系统条件所决定的决策函数的控制，决策函数亦称速率方程式。运用上述概念建立系统动力学模型，最后用描述为计算机仿真程序模型，并借助计算机仿真技术来研究和分析复杂系统内部结构与外部动态行为的关系，为系统决策者提供决策所需要的科学依据。
　　系统动力学模型特点&　系统动力学模型有下列主要特点：①模型中能容纳大量的变量，一般可达数千个以上。②它是一种结构模型，通过它可以充分认识，并以此来把握系统的行为，而不只是依赖数据来研究系统行为。③它是实际系统的实验室。通过人和计算机的配合，既能充分发挥人(系统分析人员、决策者等)的理解、分析、推理、评价、创造等能力的优势，又能利用计算机高速计算和跟踪能力，以此来实验和剖析系统，从而获得丰富的信息，为选择最优的或次优的系统方案提供有力工具。④模型主要是通过仿真实验进行分析计算，主要计算结果都是未来一定时期内各种变量随时间而变化的曲线。也就是说，模型能处理、、的复杂（如）的有关问题。
　　系统动力学建模步骤&　一般的建模步骤是：①确定系统分析目的。②确定，即系统分析涉及的对象和范围。③建立因果关系图和流图。④写出系统动力学方程。⑤进行仿真试验和计算等。
　　系统动力学模型的应用&　常用的系统动力学模型有以下几种:①,用于研究全球性的发展战略。②，用以研究国家政治、经济、军事、对外关系等。③，研究城市发展战略。④区域动力学模型，研究特定地理区域的发展战略。⑤，研究工业企业发展战略。⑥，包括研究疾病发生、发展及防治策略的医疗动力学模型；研究作物、园艺、家禽饲养、虫害防治和生态保护等的动力学模型。
中国从80年代初开始应用系统动力学模型分析等有关问题，主要工作有：①社会、经济、生态环境、资源总体之间相互影响与制约关系；②人口、科技、教育、能源及交通运输各因素相互关系及其对国民经济发展作用和影响；③积累与消费关系及其对国民经济影响；④社会总产值与国民收入增长速度问题；⑤人口目标、年龄结构和人口问题对社会经济的影响；⑥能源发展前景，新旧能源交替及其对经济发展影响；⑦经济发展的动力因素和阻碍因素。这一模型包括人口、非农业生产能力、国民收入及其分配、消费品生产、能源、交通运输、科技、环境污染、教育等共12个子模型。
系统动力学
Press,Mass.,1961.
Jay W.Forrester，, Wright-Allen Press, Inc.,
Cambridge,1968.
Jay W.Forrester,,2nd ed., Wright-Allen Press, Inc.,
Cambridge,1973.
D.H.Meadows et al., , Universe Books, New York,1972.
A.L.Pugh， ， MIT　Press, Cambridge,
系统动力学系统动力学(简称SD—system
dynamics)的出现于1956年，创始人为美国麻省理工学院(MIT)的福瑞斯特(J．W．Forrester)教授。系统动力学是福瑞斯特教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法，最初叫工业动态学。1961年，福瑞斯特发表的《工业动力学》(industrial
dynamics)成为经典著作。随后，系统动力学应用范围日益扩大，几乎遍及各个领域，逐渐形成了比较成熟的新学科——系统动力学。系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法
　　圣吉的理论基础，来源于他的导师佛里斯特提出的系统动力学（
Dynamics）。所谓系统动力学，就是对整体运作本质的思考方式，把结构的方法、功能的方法和历史的方法融为一个整体，其目的在于提升人类组织的“群体智力”。它与（
）和复杂性科学（Scienceof
Complexity）所探讨的内容相同。
　　佛里斯特在20世纪中期，对一系列社会经济问题进行系统动力学的创造性研究，取得了令人瞩目的成绩。1958年，他发表的论文《工业动力学—决策的一个重要突破口》，首次把系统动力学运用于工业研究；1965年，他又发表论文《企业的新设计》，进一步深化了系统动力学在工业中的运用；1968年，他出版的《系统原理》一书，全面论述了系统动力学的基本原理和方法，至此，系统动力学从理论上整体完成；1971年，他又把研究的对象延伸到了世界范围，出版《世界动力学》一书，提出了研究全球发展问题的“世界模型”（WorldModel）。
　　众所周知，在20世纪60～70年代，曾经探讨过人类目前及未来所面临的困境，并提出了“增长的极限”这一重要理念。结果他们发现问题太过复杂，根本无法思考。最后佛里斯特运用他的系统动力学理论，以五个重要因素建立了系统动力模拟的“世界模型Ⅱ”。《增长的极限》这本探讨人类困境的著作，就是佛里斯特的弟子梅多斯（D.H.Meadows）等人完成的，其中进一步提出了更为细致的“世界模型Ⅲ”。这两个模型在世界范围内引起了极大的反响。继“世界模型”之后，佛里斯特等又开始进行历时十多年的美国“国家模型”研究，运用他的方法，在和之间架起了桥梁。
　　系统动力学是在总结的基础上，为适应系统的管理需要而发展起来的。它不是依据抽象的假设，而是以现实世界的存在为前提，不追求“最佳解”，而是从整体出发寻求改善系统行为的机会和途径。从技巧上说，它不是依据数学逻辑的推演而获得答案，而是依据对系统的实际观测信息建立动态的仿真模型，并通过计算机试验来获得对系统未来行为的描述。简单而言，“系统动力学是研究动态行为的计算机仿真方法”。具体而言，系统动力学包括如下几点。①系统动力学将和非生命系统都作为信息反馈系统来研究，并且认为，在每个系统之中都存在着信息反馈机制，而这恰恰是控制论的重要观点，所以，系统动力学是以控制论为理论基础的；②系统动力学把研究对象划分为若干子系统，并且建立起各个子系统之间的网络，立足于整体以及整体之间的关系研究，以替代传统的元素观；③系统动力学的研究方法是建立计算机仿真模型—流图和构造方程式，实行计算机仿真试验，验证模型的有效性，为战略与决策的制定提供依据。
　　作为佛里斯特的弟子，圣吉的“”采取了系统动力学的哲学理念，但大大简化了系统的模型结构（圣吉的著作中，所谓模型，往往是一个非常简单的环状反馈示意图），而且把直觉、感悟和意念引入思考方式。这样，他把艰深的系统动力学转变为人人易懂的系统思考，并在企业组织中实践和推广。
　　圣吉的“组织学习实验室”，实际上就是一个简化并压缩了的系统动力，他称之为“微世界”（Microworld）。在这里，进行“修炼”的经理可以尝试各种可能的构想、策略所发生的情景变化，以及其中可能出现的各种搭配。圣吉将这里视为组织创造与学习的演练场。在这种实验室中，可以把长期的演变发展过程加以“压缩”观察，进而寻求解决之道，也可以用于许多与人有关的变数研究。其最终目的，正如圣吉自己比喻的那样，类似于孩子游戏，通过跷跷板学习杠杆原理，通过荡秋千学习钟摆原理，通过“过家家”掌握社会系统。
　　20世纪涌现出了许多新的，圣吉提出的第五项修炼是比较特别的一种。其特别之处就在于它专注于复杂现象背后的整体和本质，并寻求问题的“真解”。圣吉的是一个系统思考的整体。所谓“修炼”，不仅仅是一种技术训练，更是一种理念培养。系统思考有助于将五项修炼更好地结合起来，探究各项修炼之间的互动关系，并不断探究如何使整体效用发挥到最大。五项修炼的真正目的，在于实现个人与组织之间的和谐，并最终促进人的发展和价值的真正实现。
　　圣吉的组织修炼思想与方法，一方面在许多企业中得到推广运用，另一方面也受到了许多管理学家的质疑。其中，最重要的就是罗伯特·路易斯·佛勒德（RobertLouisFlood）的《反思第五项修炼》（有中信出版社和广西师大出版社两个汉译版本）。佛勒德也是从系统思维出发，但他认为圣吉的思考过于狭隘。佛勒德对圣吉的挑战是从下列观点展开的：在貌似难以捉摸的复杂性之下，存在着一种潜在的秩序，这种秩序毋宁说隐含着简单性。运用开放系统理论，完全可以了解这种秩序。由此，他对圣吉的观点进行了修正，以求提高人类应对复杂世界的能力，这种修正的最终目标是，对不可管理的事物实施管理，对不可组织的事物进行组织，对不可了解的事物加以了解。当然，这种批评是对圣吉的延伸和矫正，而不是对圣吉的否定。掌握这种批评，有助于人们更好地认识圣吉的思想。
　　信息论
　　是运用的方法研究信息、信息熵、通信系统、、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。
　　信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑，给出了估算容量的方法。信息传输和信息压缩是信息论研究中的两大领域。这两个方面又由信息传输定理、－信道隔离定理相互联系。
　　什么是信息？
　　信息现代定义。[2006年,医学信息(杂志)，邓宇等].
　　信息是物质、能量、信息及其属性的标示。逆维纳信息定义
　　信息是确定性的增加。逆香农信息定义
　　信息是事物现象及其属性标识的集合。2002年
　　控制论
　　是研究动物(包括人类)和机器内部的控制与通信的一般规律的学科,着重于研究过程中的数学关系
　　协同论
　　主要研究远离的开放系统在与外界有物质或能量交换的情况下，如何通过自己内部协同作用，自发地出现时间、空间和功能上的有序结构。以现代科学的最新成果——系统论、信息论、控制论、等为基础，吸取了结构耗散理论的大量营养，采用统计学和动力学相结合的方法，通过对不同的领域的分析，提出了多维理论，建立了一整套的数学模型和处理方案，在微观到宏观的过渡上，描述了各种系统和现象中从无序到有序转变的共同规律。
　　协同论是研究不同事物共同特征及其协同机理的新兴学科，是近十几年来获得发展并被广泛应用的综合性学科。它着重探讨各种系统从无序变为有序时的相似性。协同论的创始人哈肯说过，他把这个学科称为“协同学”，一方面是由于我们所研究的对象是许多子系统的联合作用，以产生宏观尺度上结构和功能；另一方面，它又是由许多不同的学科进行合作，来发现自组织系统的一般原理。
　　系统论
　　是研究系统的一般模式，结构和规律的学问，它研究各种系统的共同特征，用定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学。
系统动力学systems
研究分析有关复杂信息反馈系统动态趋势的学科，英文缩写SD。系统动力学以控制论、控制工程、系统工程、信息处理和计算机仿真技术为基础研究复杂系统随时间推移而产生的行为模式。系统动力学把系统的行为模式看成是由系统内部的信息反馈机制决定的。通过建立系统动力学模型，利用DYNAMO仿真语言在计算机上实现对真实系统的仿真，可以研究系统的结构、功能和行为之间的动态关系，以便寻求较优的系统结构和功能。
发展简况第二次世界大战以后，随着工业化的进展，城市人口、就业、环境污染和资源等各种社会问题日趋严重，迫切需要用新的方法对这些问题进行综合研究。1955年以后电子计算机技术渐趋成熟和普及，于是系统动力学应运而生。美国麻省理工学院的J.W.福雷斯特于1957年提出这一方法，原名工业动力学。后来研究对象从工程系统发展到社会系统，运用这一方法建立了世界模型和美国国家模型。但各个领域的研究方法在本质上并没有什么区别，故于1972年定名为系统动力学。
研究对象的特征系统动力学研究的对象是复杂的系统。除了一般大系统所具有的系统结构复杂、影响因素众多、系统行为有时滞现象和系统内部诸参数随时间而变化等特征外，系统动力学认为复杂系统还有一些其他特征：①系统都是高阶数、多回路、非线性的信息反馈系统。②系统的行为具有“反直观”性，即其行为方式往往恰好与多数人们所预期的结果相反。③系统内部诸反馈回路中存在一些主要回路，正是这些主要回路及其相互间的作用主要地决定了系统的动态行为。但这些主要回路并非固定不变，可能因系统的作用而更迭。④系统的非线性经过多次反馈以后，使系统呈现出对外部扰动反映迟钝的倾向，对系统参数变化并不敏感。
系统动力学方法论 从系统方法论来说，系统动力学是结构方法、功能方法和方法的统一。它有一套独特的解决复杂系统问题的工具和技巧，如双向因果环、反馈、流位和速率等概念。系统边界内反馈闭环中的要素称为流位（或称状态变量、积累等），各流位都是一些原始资料与信息的积累和储存，如人口、资本、库存量和农业收成等。用以描述变化、行动或决策的要素称为速率。速率是进入或出自某一流位的信息或资料的瞬时流量，如出生率、投资率、折旧率等。它受系统条件所决定的决策函数的控制，决策函数亦称速率方程式。运用上述概念建立系统动力学模型，最后用DYNAMO语言描述为计算机仿真程序模型，并借助计算机仿真技术来研究和分析复杂系统内部结构与外部动态行为的关系，为系统决策者提供决策所需要的科学依据。
系统动力学模型特点系统动力学模型有下列主要特点：①模型中能容纳大量的变量，一般可达数千个以上。②它是一种结构模型，通过它可以充分认识系统结构，并以此来把握系统的行为，而不只是依赖数据来研究系统行为。③它是实际系统的实验室。通过人和计算机的配合，既能充分发挥人(系统分析人员、决策者等)的理解、分析、推理、评价、创造等能力的优势，又能利用计算机高速计算和跟踪能力，以此来实验和剖析系统，从而获得丰富的信息，为选择最优的或次优的系统方案提供有力工具。④模型主要是通过仿真实验进行分析计算，主要计算结果都是未来一定时期内各种变量随时间而变化的曲线。也就是说，模型能处理高阶次、非线性、多重反馈的复杂时变系统（如社会经济系统）的有关问题。
系统动力学建模步骤一般的建模步骤是：①确定系统分析目的。②确定系统边界，即系统分析涉及的对象和范围。③建立因果关系图和流图。④写出系统动力学方程。⑤进行仿真试验和计算等。
系统动力学模型的应用常用的系统动力学模型有以下几种:①世界动力学模型,用于研究全球性的发展战略。②国家动力学模型，用以研究国家政治、经济、军事、对外关系等。③城市动力学模型，研究城市发展战略。④区域动力学模型，研究特定地理区域的发展战略。⑤工业动力学模型，研究工业企业发展战略。⑥生长型动力学模型，包括研究疾病发生、发展及防治策略的医疗动力学模型；研究作物、园艺、家禽饲养、虫害防治和生态保护等的动力学模型。
中国从80年代初开始应用系统动力学模型分析国民经济系统等有关问题，主要工作有：①社会、经济、生态环境、资源总体之间相互影响与制约关系；②人口、科技、教育、能源及交通运输各因素相互关系及其对国民经济发展作用和影响；③积累与消费关系及其对国民经济影响；④社会总产值与国民收入增长速度问题；⑤人口目标、年龄结构和人口问题对社会经济的影响；⑥能源发展前景，新旧能源交替及其对经济发展影响；⑦经济发展的动力因素和阻碍因素。这一模型包括人口、非农业生产能力、国民收入及其分配、消费品生产、能源、交通运输、科技、环境污染、教育等共12个子模型。
系统动力学是于1950年代综合了(System
Theory)、 (Cybernetics)、()、(Information
Theory)、 (Decision
Theory)以及(Computer
Simulation)所发展出来的。系统动力学是过程导向的研究方法， 擅长于大量变量、的研究，系统中的因、果回馈关系环环相扣，例如研究世界人口、生产活动、污染、自然资源等问题的“世界动力学模式”(Forrester,
1973)、研究都市发展动态的“都市动力学模式”(Forrester,
1969)等。系统动力学应用的领域非常广泛，包含生态、经济、社会、组织、管理、环境保护等。系统动力学研究的主要贡献是对于动态系统反直觉行为的深入了解，透过行为背后的结构性原因(互动机制)来解释为何行为产生如此的变化形态；其次透过电脑的模拟提供了政策设计与学习的练习场。
系统动力学对问题的理解，是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系，并且透过数学模型的建立与操弄的过程而获得的，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系，系统动力学称之为结构。所谓结构是指一组环环相扣的行动或决策规则所构成的网络，例如指导组织成员每日行动与决策的一组相互关连的准则、惯例或政策，这一组结构决定了组织行为的特性。构成系统动力学模式结构的主要元件包含下列几项，“流”(flow)、“积量”(level)、“率量”
(rate)、“辅助变量”(auxiliary) (Forrester, 1961)。
系统动力学将组织中的运作，以六种流来加以表示，包括订单(order)流、人员(people)流、钱(money)流、设备(equipment)流、物料流
(material)与资讯(information)流，这六种流归纳了组织运作所包含的基本结构。积量表示真实世界中，可随时间递移而累积或减少的事物，其中包含可见的，如存货水平、人员数；与不可见的，如认知负荷的水平或压力等，它代表了某一时点，环境变量的状态，是模式中资讯的来源；率量表示某一个积量，在单位时间内量的变化速率，它可以是单纯地表示增加、减少或是净增加率，是资讯处理与转换成行动的地方；辅助变量在模式中有三种涵意，资讯处理的中间过程、参数值、模式的输入测试函数。其中，前两种涵意都可视为率量变量的一部分。系统动力学的建模基本单位－资讯回馈环路结构的基本组成是资讯回馈环路(information
loops)。环路是由现况、目标以及现况(积量)与目标间差距所产生的调节行动(率量)所构成的，环路行为的特性在消弭目标与现况间的差距，例如存货的调节环路。除了目标追寻的负环外，还有一种具有自我增强(self-reinforced)的正回馈环路，即因果彼此相互增强的影响关系，系统的行为则是环路间彼此力量消长的过程。但除此之外结构还须包括时间滞延(time
delay)的过程，如组织中不论是实体的过程例如生产、运输、传递等，或是无形的过程例如决策过程，以及认知的过程等都存在着或长或短的时间延迟。系统动力学的建模过程，主要就是透过观察系统内六种流的交互运作过程，讨论不同流里，其积量的变化与影响积量的各种率量行为。
通常是使用名为Dynamo的专用计算机语言来实现系统动力学的仿真。
(Causal loop
(Ecosystem
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