物理模型
也稱實體模型 ,又可分為實物模型和類比模型。
①實物模型:根據相似性理論制造的按原系統比例縮小(也可以是放大或與原系統尺寸一樣)的實物,例如風洞實驗中的飛機模型,水力系統實驗模型,建筑模型,船舶模型等。
②類比模型:在不同的物理學領域(力學的、電學的、熱學的、流體力學的等)的系統中各自的變量有時服從相同的規律,根據這個共同規律可以制出物理意義完全不同的比擬和類推的模型。例如在一定條件下由節流閥和氣容構成的氣動系統的壓力響應與一個由電阻和電容所構成的電路的輸出電壓特性具有相似的規律,因此可以用比較容易進行實驗的電路來模擬氣動系統。
數學模型是針對參照某種事物系統的特征或數量依存關系,采用數學語言,概括地或近似地表述出的一種數學結構,這種數學結構是借助于數學符號刻劃出來的某種系統的純關系結構。從廣義理解,數學模型包括數學中的各種概念,各種公式和各種理論。因為它們都是由現實世界的原型抽象出來的,從這意義上講,整個數學也可以說是一門關于數學模型的科學。從狹義理解,數學模型只指那些反映了特定問題或特定的具體事物系統的數學關系結構,這個意義上也可理解為聯系一個系統中各變量間內的關系的數學表達。
數學模型所表達的內容可以是定量的,也可以是定性的,但必須以定量的方式體現出來。因此,數學模型法的操作方式偏向于定量形式。
數學模型是運用數理邏輯方法和數學語言建構的科學或工程模型。
數學模型的歷史可以追溯到人類開始使用數字的時代。隨著人類使用數字,就不斷地建立各種數學模型,以解決各種各樣的實際問題。對于廣大的科學技術工作者對大學生的綜合素質測評,對教師的工作業績的評定以及諸如訪友,采購等日常活動,都可以建立一個數學模型,確立一個方案。建立數學模型是溝通擺在面前的實際問題與數學工具之間聯系的一座必不可少的橋梁。
用字母、數字和其他數學符號構成的等式或不等式,或用圖表、圖像、框圖、數理邏輯等來描述系統的特征及其內部聯系或與外界聯系的模型。它是真實系統的一種抽象。數學模型是研究和掌握系統運動規律的有力工具,它是分析、設計、預報或預測、控制實際系統的基礎。數學模型的種類很多,而且有多種不同的分類方法。
靜態和動態模型
靜態模型是指要描述的系統各量之間的關系是不隨時間的變化而變化的,一般都用代數方程來表達。動態模型是指描述系統各量之間隨時間變化而變化的規律的數學表達式,一般用微分方程或差分方程來表示。經典控制理論中常用的系統的傳遞函數也是動態模型,因為它是從描述系統的微分方程變換而來的(見拉普拉斯變換)。
