电动模型飞机动力系统浅析
电动模型飞机动力系统浅析(一、电池)
模型飞机的动力大致可分为燃油动力、电动和其它三类。其它主要有喷气发动机、涡轮发动机和火箭发动机等几种；而燃油动力是指用汽油、煤油和甲醇等燃料发动机做动力；电动则是指以电池推动电动机做动力的动力系统。
前两类是传统的动力系统，其发展几近百年，而电动则是最近几年才发展起来的，而且是由于手机厂家为增加待机时间和减轻手机重量，不断推出容量大、体积小、重量轻的锂电池为前提而推广起来的。
电动模型飞机的动力系统主要由四个部件组成：电池、电动机、电子调速器和螺旋桨。
电池：现在可用来做模型动力的电池种类很多，镍氢(Ni-MH)、镍锰(NiOH-MnO2)、锂金属(Li)、锂聚合物（Li-Poly）等电池都行，其中以镍氢电池和锂聚合物电池以其优异的性能和低廉的价格成为模型动力的首选。
表示电池性能的标称有很多，我们最关心的是电压、容量和放电能力这三个。
电池的电压是用伏特（V）来表示的。标称电压只是厂家按照国家标准标示的电压，实际上使用时电池的电压是不断变化的。如镍氢电池的标称电压是1.2V，充电后电压可达1.5V，放电后的保护电压为1.1V；锂聚合物电池的标称电压是3.7V，充电后电压可达4.2V，放电后的保护电压为3.6V。在实际使用过程中，电池的电压会产生压降，这是和电池所带动的负载有关的，也就是说电池所带的负载越大，电流越大，电池的电压就越小，在去掉负载后电池的电压还可恢复到一定值。
电池的容量是用毫安时（MAH）来表示的。它的意思是电池以某个电流来放电能维持一小时，例如1000MAH就是这个电池能保持1000毫安（1安培）放电一小时。但是电池的放电并非是线性的，所以我们不能说这个电池在500毫安时能维持2小时。不过电池在小电流时的放电时间总是大于大电流时的放电时间，所以我们可以近似的算出电池在其它电流情况下的放电时间。一般来说，电池的体积越大，它储存的电量就越多，这样飞机的重量也会增加，所以选好合适的电池对飞行是很有好处的。顺便说说，某些厂家生产的电池标称电量往往高于它的实际电量，那么只要看看电池的大小就可知道它究竟是否属实。
电池的放电能力是以倍数（C）来表示的，它的意思是说按照电池的标称容量最大可达到多大的放电电流。例如一个1000MAH、10C的电池，最大放电电流可达1000×10=10000毫安10安培（A）。在实际使用中，电池的放电电流究竟是多少是与负载电阻有关的，根据欧姆定理我们知道，电压等于电流乘电阻，所以电压和电阻是定数时，电池的放电电流也是一定的。例如你使用11.1V、1000MAH、10C的电池，而你的电动机的电阻是1.5欧姆，那么在电池有12V电的情况下，忽略电调和线路的电阻不计，电流等于12÷1.5=8，结果是8安培（A）。
在实际使用中电池的电压和电流不一定与我们的需要相符，所以必须串联和并联来使用。串联是指把几个单节电池头尾相接的连接起来，也就是说正极接负极、负极接正极的连接起来，其总电压等于各节电池的总和，放电电流等于单节的放电电流，容量也等于单节的容量。并联是指把几节或几组电池头对头、尾对尾的连接起来，也就是说正极接正极、负极接负极，并联后的电压等于单节电池或电池组的电压，电流等于各电池组的总和，容量还是原来的容量。总之，电池串联后只是电压增加，并联后只是电流增加，而其它的则不变。需要注意的是，电池的串联和并联要求单节电池或电池组的性能一致，这是因为在电路中如果有个别电池的电压过低，其它电池就会为它充电，那总电压或总电流就会低于我们
的要求，同时也会造成好电池的损坏，这也是为什么锂电池要用平衡充的原因。
说到这里我们还要说说充电电池的充电。不管是镍氢电池还是锂电池都是可充电的电池，充电过程对电池的寿命有相当大的影响。一般来说，电池的充电时间是和充电器的电流相关联的。比如说一个1000MAH的电池，充电电压是它的额定电压，充电器的电流是500毫安，那么充电时间就等于1000÷500=2，两小时。但这只是说从零电压充起的情况下，也就是说这只是理想状态，实际的充电时间还要看电池原有的电量。也许你会说那么我使用大电流充电，不是就能节约时间了吗？实验证明，大电流充电会对电池的性能造成一定程度的破坏，也可能充上的只是浮电，一用就没了。所以一般厂家要求用十分之一的电流充电，而锂电池因为性能优越可以用五分之一的电流充电。也有人说充电时造成电池的损坏主要是电池的温度，所以只要温度不高我就可以大电流、短时间的充电，这也有一定道理，那就是仁者见仁、智者见智的事情了。
最后说一说电池的内阻。有时候我们会碰上这样的头痛事，电池量电压正常，可接入电路中总是低电压报警，这就是某节电池的内阻过高了。这时你可以在放电后量量各节电池的电压，如果某节电池的电压大大低于其它电池的电压，你就可以把它扔了，这时即使你不再加上新的电池，电池组的性能也会比刚才高。要不你就用替换法，换到电池组正常为止。
电动模型飞机动力系统浅析(二、电动机)
感谢诸位模友的支持，也谢谢小布丁的指点。不过上节说的是电池，文中提到的电流是整个电路中的电流，而不是对电动机而言的电流。既然说到电动机，我们就来探讨一下电动机。航模中用的电动机可以分为两类：有刷电动机和无刷电动机。电动机主要是由转子和定子组成的，一般一个是用漆包线绕在硅钢片上的线圈，另一个是磁铁。有刷电动机的定子是两块磁铁，一端是北极（S）、另一端是南极（N）。转子则有两极和三极之分，小电机是两极的，其它则是三极的。转子的一端装有跟极对应的铜片——换向器，电机的后盖上装有两个碳刷，小电机用的是合金片，意思是一样的。电源通过碳刷接到线圈上并不断地改变接触的极，因此吸引和推动转子旋转。有刷电机用的是直流电，所以用普通电池就能使它转动。无刷电机比较复杂，它用的是交流电，所以在使用电池的情况下必须用电子调速器来把直流电变成交流电。它的转动部分是多极的磁铁，在外边的就是外转子，在里边的就是内转子。常用的外转子无刷电机的转子是12极（P），定子是9极（N）的。电动机的型号主要是以尺寸为依据的，比如有刷370电机，是指它的不包括轴的长度是37毫米，无刷2208电机是指它的直径是22毫米、不包括轴的长度是8毫米。当然有一些型号是说它相当于某级别的，还有一些是厂家自己命名的。电动机的技术指标很多，我们业余爱好者只关心其中的两个——转速和功率。航模电动机的转速一般用KV来表示，所谓KV是指每伏特（V）能达到的每分钟转速。比如你用1000KV的电机，11.1V电池，电机转速应该是1000×11.1=11100，每分钟一万一千一百转。知道我为什么用汉字来写这个数吗？如果你是在家里做试验，达到这个转速时声音恐怖的吓人，要知道工厂推动大型机器的电动机才每分钟1350转。实际上电动机的转速也是和负载相关的。如果用小电机带大桨，或者是用高速电机带低速桨，当然达不到标定的转速。如果带的桨过小，因为缺乏足够的惯性，同样也达不到标定的转速。不过厂家说的转速只是空载时的转速，带上桨后也许因为惯性作用超过它，也许根本就达不到，除非厂家是实际测量出来的。电动机的功率是用瓦特（W）来表示的。实际上它也是动态的，也就是说是和负载息息相关的。如果带的桨重，当然电机就要出大力，如果大马拉小车，当然出的力要轻一些。所以工业上标的电机功率是它的最大功率，而航模商店中卖的电机则说的是它的实际功率。电动机在实际使用中的损坏原因主要是退磁和烧毁。烧电机的原因很多，关键是不要长时间超负荷运转和防潮，如果你的电机掉到了水里，那一定要把它弄干再启动。退磁是因为电机过热造成的，我看到厂家的说明都说钕铁硼能抗300度高温，实际上经常处于100度以上它的磁性就减弱，所以保持电机在60度以下工作是明智的选择。顺便说说，60度就是摸着烫手但能忍受的温度。当然航模电动机是在极其恶劣的状况下使用的，机械磨损也是它损坏的原因，但注意经常检查各部位的螺丝并把它上紧，就能延长它的寿命。譬如桨保护器的螺丝、转子固定螺丝和支架固定螺丝等等。还有一个无刷电机的问题是缺相问题。无刷电机一般都用三相电，所以它有三根引出线。如果有一根线断了，或者是和电机外壳短路（俗称“搭铁”），那么就会造成缺相，这时电机一边哆嗦一边吱吱叫，那就要用万用表检查一下了。如果仅仅是某根引出线的根部或漆包线与电线的连接部断了，那你就念阿弥陀佛把它重新焊好就是了，如果是搭铁那多半是要重绕线圈了。顺便说说，无刷电调的设计者很有幽默感，他们用电机来做蜂鸣器，所以电调一接上电池电机就会嘀嘀叫，有意思。最后说一说大家关注的问题，究竟是有刷电机好呢还是无刷电机好？从电机的效率来说，无刷电机的效率能达到60%（有人说80%你们千万不要信，世界上除了磁悬浮还没有那么高效率的发动机），有刷电机的效率只有可怜的30%。从飞机十分看紧的重量上来说，无刷电机单位重量出的力要比有刷电机大的多。不过无刷电机用的电子调速器要比有刷电机的重的多，也贵的多，所以米少的哥们选择有刷电机也不错。从
电动模型飞机动力系统浅析(三、电子调速器)
接下来我们看看电子调速器是怎么回事。有刷的电调很简单，它就是用接收机送来的电信号控制一个或两个功率放大管的基极，功率放大管就会让它的集电极和发射极之间通过相应的电流，从而推动电动机运转。这里所说的放大是相对于控制信号而言的，在讲电池的时候我们说过，整个电路的最大电流是个定数，不可能被任何器件放大。无刷电子调速器的原理也不复杂。它的首要任务是把直流电转变成交流电，这也是为什么国外和同胞把它叫做“电变”的原因。一般的电调都使用一个单片机来完成这个任务，型号是价廉易用的迈克8。电调的第二个任务是给接受系统供电，一般使用两个稳压管和一个电解电容来完成。无刷电子调速器可调整的地方很多，和我们有关的主要有三个。一是电池的颗数，早先生产的电调需要自己调这个参数，音乐响过如果嘀、嘀、嘀叫三声就是三颗(11.1V），这是出厂时的设置；如果叫两声就是两颗（7.4V）。假如电调叫的和你用的电池颗数不符，电调就会拒绝工作，这时你就要把油门打到最大再接电池，电调进入设置模式，然后按厂家说明进行调整。现在一般的电调都是自动侦测，除非出现异常就不用管它。二是进角，它的改变可以发挥电机的最佳性能，但一般情况下我们也不用去动它。三是返回工厂设定，在电调工作不正常时可以按照厂家说明进行调整。电调支持的电机是有数的，一般越好的电调支持的电机种类越少，到是廉价的简易电调什么电机都能驱动。电调都有油门侦测功能，假如你的遥控器油门摇杆不在最低位置，电调就会报警。简单的电调只有两条引出线，三根一起的接接收机的第三通道——油门通道，两根线的接电池，一般习惯是打开接收机再接这条线。复杂一点的还有两条线，一条是电源总开关，另一条是软开关，一般直升机才用。软开关必须按住三秒以上才能开机。厂家出厂时标定了电调的输出电流，也就是通常所说的多少、多少A（安培）。实际上这是最大电流，只能在很短时间内输出，时间超过几秒电调就冒烟，所以在配置电调时不要光从价格和重量上考虑，而要留有一定的富裕。电调烧的情况有几种，一是长时间过载，小马拉大车累死了；一是电机缺相或搭铁，只要电机不转电调就会因为电流过大而烧毁；三是飞机掉到水里了，这时应该立即关掉遥控器，捞出飞机迅速拔开电池连接线，然后用吹风机吹干电调再启动，也许能救电调一命。电调烧掉你也不必太沮丧，剪开电调包皮，查看电调正面，如果没有过度燃烧的痕迹，那就是背面的功率贴片烧了。检查一下一共烧了几片，上电子市场买几片相同型号的贴片焊上去就行了。最后说说直机电调与固定翼电调的区别。直升机的旋翼很大，电机的转速很高，在启动时容易卡住，所以直升机的电调在启动方面设置了特殊的程序，以保证启动的成功，其它方面差别不大。一般来说直升机的电调可以用于固定翼，而固定翼的电调不能用于直升机。
电动模型飞机动力系统浅析(三、螺旋桨)
再次衷心感谢诸位模友的支持！大家问的问题都很专业，弄的老夫都不敢写了，不过既然大家关心，我就勉为其难、抛砖引玉吧。首先回答问题：一、电流问题。的确是我表述的不清楚，“电池的放电电流也是一定的。例如你使用11.1V、1000MAH、10C的电池，而你的电动机的电阻是1.5欧姆，那么在电池有12V电的情况下，忽略电调和线路的电阻不计，电流等于12÷1.5=8，结果是8安培（A）。”应该改为：“电池的放电电流也是一定的。例如你使用11.1V、1000MAH、10C的电池，而电路中的总电阻是1.5欧姆（电动机、电调和线路等的电阻的总和），那么在电池有12V电压的情况下，电流等于12÷1.5=8，结果是8安培（A）。”二、无刷电路中的电流消耗问题。无刷电机有很多种控制方式，航模用的一般都是脉宽调制（PWM）方式，它送往电机的不是连续的电流，而是一串按一定规律排列的方波，所以直接用钳型表是量不出来的，我们只能在电池接电调的两根线上任选一条线来测量。这时实际上的测量结果是总电路中的电流而不是电动机中流过的电流，但是由于电路中其它器件（电调、接收机和线路等）消耗的电流很小，所以可以近似地把它看做是电动机消耗的电流。三、电动机的标准。电动机的技术标准有很多项，包括电机型号、额定功率、额定电压、额定频率、同步转速、安装方式、防护等级、冷却方法、绝缘等级、环境条件、启动电流、额定电流、起动转矩、最大转矩（堵转转矩）等等。但航模用的超小型电动机没有国家标准，而且我也没有找到类似的厂家标准，不过如果不是DIY的话，我们只要注意文中的几点就行了，关于电动机DIY的问题，我准备在另一篇文章中提出，如果大家感兴趣，我将在文章的最后谈谈我的见解。下面我们来看看螺旋桨。我以为在航模飞机中最重要的就是螺旋桨，不管你所用的是什么样的电动机、什么样的电调和什么样的电池，最终做功使飞机上天的还是螺旋桨。螺旋桨的型号很简单，前面是直径、后面是螺距。比如1047桨就表示直径是10英寸、螺距是4.7英寸，一英寸等于25.4毫米。小于10英寸的桨有的厂家把实数放在前面，有的厂家把实数放在后面，实际上是一样的。例如8043桨和0843桨的直径都是8英寸。螺距的意思是螺旋桨每转一圈前进多少，在实际运用中由于飞机的重量和姿态的不同这个数也不同，不过是表示各种桨的差别罢了。螺旋桨的形状非常复杂。首先它的横截面是有翼形的，但一般也只是采用平凸翼和凹凸翼；其次随着它的桨叶的伸展各部位的螺距是不一样的，一般所说的只是它中部或翼端的数据；最后螺旋桨的桨叶的正面形状是个近似的椭圆形。通常航模用螺旋桨有两叶和多叶之分，不过由于转速太高，后面的桨叶靠的太近容易进入前面桨叶造成的空区，所以多用两叶桨。我也见过人家用单叶桨，只要配重合适一样可以运转，不过效率应该是两叶桨的一半。螺旋桨桨叶的各部位在旋转中的速度是不一样的，比如一个10寸桨，它的直径是10×25.4=254毫米，圆周是254×3.14=797.56毫米，假如它每分钟转1000转，那么叶端的线速度就是797560毫米，797米！哇塞，快一公里了。而叶根的线速度远远低于这个数。螺旋桨也有失速问题，尤其是它的叶端，叶端的形状如有问题空气就会很快离开而造成失速，那样螺旋桨的效率会下降。而且螺旋桨也有紊流问题，不过好象这些问题我们都不必太关心，我们关心的只是在飞机上使用什么桨最合适。那么使用什么样的桨最合适呢？那要看你飞的是什么样的飞机。一般小型机用小桨，使它高速运转以产生合适的动力；大一些的飞机用大桨，转速用比较低一些的。还有低速的飞机尽量使用大一些的桨，以维持低速时的升力；高速飞机用小一点的桨，这样可以降低螺旋桨自身造成的阻力，提高飞机的速度。再有3D机最好使用螺距大一些的桨，这样可以在相同的转速下获得较大的动力。螺旋桨也有高速桨与低（减）速桨之分，不过这只是对于发动机而言的，跟飞机的速度无关。换句话说，速度较高的电动机（KV1500以上）应该使用高速桨，这种桨的桨叶窄而细长，适合高速运转；KV1000以下的电动机应该使用低速桨，这
电池使用注意事项
●燃烧：使用非锂电池充用充电器进行充电，有可能引起锂电池损坏、冒烟、发热或燃烧！
对于锂电池组，我们建议您使用锂电池平衡充专用充电器进行充电！
●损坏：过度放电、过度充电或反向充电将立即导致锂电池损坏
●充电：充电电流不得大于电池容量的1/2；充电截止电压为单颗4.20V±0.05V；
●放电：初次使用，请先使用标准的平衡充电器进行充电；新电池初次使用切勿过度放电，
初次使用过后，单颗电压不得低于3.7V，连续使用5个循环激活后方可持续放心用。
持续使用时，请注意检查电池电压，3串电池组总电压不得低于10.5V；2串电池组总
电压不得低于7V；单颗电压不得低于3.5V。低于这些额定电压将导致电池鼓气，
直至损坏！
●保存：锂电池的自放电率高于镍氢电池，长期保存，容易过度放电，请定期检查电压，使
之单颗电压维持在3.8V～3.9V之间；
保存条件：温度-20℃～+35℃；相对湿度45%～85%。
●聚合物锂电池单体采用铝塑膜包装材料，禁止刮擦、碰撞或用尖锐物刺破电池表面。电
池极耳并非十分坚固，弯折容易断裂，尤其是正极耳。聚合物锂电池组已经过良好焊接
禁止拆分或再焊接。聚合物锂电池锂论上不存在流动的电解液，但万一有电解液泄露而
接触到皮肤、眼睛或身体其它部位，应立即用清水冲洗并就医。禁止使用已经损坏的电
池单体（封口封边损坏、外壳破损、闻到电解液的气味、电解液泄露等）。如遇电池发
热剧增，请远离电池以免造成不必要的伤害
飞行器动力工程-专业培养方案(新)
西北工业大学本科生培养方案专业名称飞行器动力工程 专业代码0203 0701 学院名称航天学院动力与能源学院 培养方案制定人签字年月日 院长签字年月日 校长签字年月日 西北工业大学 1 1
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飞行器动力工程专业本科培养方案 一、专业介绍 西北工业大学飞行器动力工程专业以航空航天飞行器动力为对象，以航空宇航推进理论与工程、 动力工程与工程热物理学科为依托，以动力、能源、机械及控制等学科为延拓，历经60多年的发展，已成为我校最具航空航天特色的专业之一。本专业拥有2个国家级重点实验室、2个省部级重点实验 室和工程中心，是陕西省本科“名牌专业”、国防科工委“重点建设专业”和教育部“特色专业”。 本专业涵盖航空发动机和火箭发动机设计、燃烧与流动、叶轮机械、发动机结构与强度等多个研 究方向，参与并支持了我国多个航空飞行器动力装置、航天飞行器动力系统等方面的科研工作，已形 成了一支教学水平高、科研能力强的师资队伍。本专业以国民经济发展和国防建设需求为牵引，充分 发挥国防特色的突出优势，教学与科研紧密结合，培养的学生基础扎实、实践能力强、综合素质高、 创新意识强，得到用人单位的一致好评。 毕业生就业方向主要分布在航天、航空研究院（所）、大专院校、大型企业及部队，从事发动机设计、制造、试验、测试等方面的研究、开发和管理等工作；也可选择报考本专业及相关学科专业的硕 士研究生，近年来平均读研率在60％以上。 二、培养目标 培养适应社会主义现代化建设需要的德智体全面发展，掌握航空航天动力系统设计基本理论和工程应用等专门知识，具备航空航天热动力机械方面设计、分析和解决实际问题的能力，能从事航空航天动力系统总体设计、性能仿真、燃烧组织、流动模拟、传热分析及相关软件开发等，并能从事通用机械设计及制造的高级研究人员和工程技术人员。 三、培养要求 通过通识通修、学科专业和综合实践等培养环节，使学生具有高尚的人文素养、掌握宽广的基础科学理论、具备解决实际问题的基本方法和创新能力；并可结合自身的兴趣、爱好和就业取向，选修有助于拓展视野和提高能力的个性培养课程，从而达到综合素质的全面提升。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1、具有扎实的自然科学基础知识，良好的人文、艺术和社会科学基础及较强的语言表达和阅读写作能力。 3 1
系统动力学模型部分集
第10章系统动力学模型 系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。 1 系统动力学概述 2 系统动力学的基础知识 3 系统动力学模型 第1节系统动力学概述 1.1 概念 系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。 系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下： 1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法； 2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统； 3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室”； 4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算
机仿真语言DYNAMIC的支持，如：PD PLUS，VENSIM等的支持； 5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系； 6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表； 系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。 地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。 1.2 发展概况 系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（JAY.W.FORRESTER）提出来的。目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。福雷斯特教授及其助手运用系统动力学方法对全球问题，城市发展，企业管理等领域进行了卓有成效的研究，接连发表了《工业动力学》，《城市动力学》，《世界动力学》，《增长的极限》等著作，引起了世界各国政府和科学家的普遍关注。 在我国关于系统动力学方面的研究始于1980年，后来，陆续做了大量的工作，主要表现如下： 1）人才培养
(完整版)系统动力学模型案例分析
系统动力学模型介绍 1.系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模和模拟是从系统的结构和功能两方面同时进行的。系统的结构是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互关系。而系统的功能是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、结构和功能，分别表征了系统的组织和系统的行为，它们是相对独立的，又可以在—定条件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统功能方面的因素，才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学方法从构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度，而且还要从结构方面考察模型中各单元相互联系和相互作用关系与实际系统结构的一致程度。模拟过程中所需的系统功能方面的信息，可以通过收集，分析系统的历史数据资料来获得，是属定量方面的信息，而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者对实际系统运动机制的认识和理解程度，其中也包含着大量的实际工作经验，是属定性方面的信息。因此，系统动力学对系统的结构和功能同时模拟的方法，实质上就是充分利用了实际系统定性和定量两方面的信息，并将它们有机地融合在一起，合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2.建模原理与步骤
(1)建模原理 用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就是系统动力学的系统观和方法论。系统动力学认为系统具有整体性、相关性、等级性和相似性。系统内部的反馈结构和机制决定了系统的行为特性，任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就是针对实际应用情况，从变化和发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模和模拟的一个最主要的特点，就是实现结构和功能的双模拟，因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样，系统动力学模型也只是实际系统某些本质特征的简化和代表，而不是原原本本地翻译或复制。因此，在构造系统动力学模型的过程中，必须注意把握大局，抓主要矛盾，合理地定义系统变量和确定系统边界。系统动力学模型的一致性和有效性的检验，有一整套定性、定量的方法，如结构和参数的灵敏度分析，极端条件下的模拟试验和统计方法检验等等，但评价一个模型优劣程度的最终标准是客观实践，而实践的检验是长期的，不是一二次就可以完成的。因此，一个即使是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善，以适应实际系统新的变化和新的目标。 (2)建模步骤 系统动力学构模过程是一个认识问题和解决问题的过程，根据人们对客观事物认识的规律，这是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程，因此它必须是一个由粗到细，由表及里，多次循环，不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系统分析、结构分析、模型建立、模型试验和模型使用五大步骤这五大步骤有一定的先后次序，但按照构模过程中的具体情况，它们又都是交叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务是明确系统问题，广泛收集解决系统问题的有关数据、资料和信息，然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量和信息反馈机制。 第三步模型建立是系统结构的量化过程(建立模型方程进行量化)。 第四步模型试验是借助于计算机对模型进行模拟试验和调试，经过对模型各种性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究和做各种政策实验。 3.建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4.建模方法 因果关系图法 在因果关系图中，各变量彼此之间的因果关系是用因果链来连接的。因果链是一个带箭头的实线(直线或弧线)，箭头方向表示因果关系的作用方向，箭头旁标有“+”或“-”号，分别表示两种极性的因果链。
系统动力学优化方法案例研究
系统动力学优化方法案例研究 1研究背景 农业生态系统是由自然生态系统和社会经济系统组成的复杂系统，它的发展受人类、社会、经济、政策、科技和自然等因素综合作用，呈现高度非线性、多回路、复杂的动态特性。农业生态系统的优化管理就是对农业生产进行合理的人为干预，通过政策实施和技术支撑，对系统结构和功能进行合理调控，使农业生态系统处于安全与健康状态，为人类提供持续的生态服务、满足人类生存和发展需求。 禹城农业生态系统为县级尺度的生态系统。全市拥有耕地52927 hm2，全市总人口499755人，其中农业人口415913人。土地平坦，水资源丰富，适合农业生产，经济以农业为主，农业长期以种植业为主，20世纪90年代，粮食单产稳定在12000kg/hm2以上，畜牧业有了较快发展，逐步呈现农牧结合的良好态势，到2000年种植业产值和畜牧业产值在农业生产总产值中分别占到65.0%和29.8%。种植业以小麦、玉米为主，部分为棉花、蔬菜、瓜果等经济作物，养殖业以牛、猪、鸡为主。目前，随着我国农业发展进入新阶段，面临新一轮农业结构调整，根据区域资源特点及我国优势农产品区划，禹城市既是粮食生产优势产区，同时也是畜牧业生产的优势产区，种植业子系统和养殖业子系统是禹城市农业生态系统两个最主要的子系统，种植业和养殖业的结合也是农业生产最基本的形式。养殖业在农业生态系统中的重要作用，一方面主要表现为提供营养丰富的动物性食品和增加经济收入，另一方面则表现为充分利用种植业副产物，并为种植业提供大量有机肥从而可适当减少化肥用量。种植业和养殖业的有机结合，有利于减少工业辅助能的投入，能够提高抵抗自然灾害和社会经济风险的能力，可以增加系统的稳定性。运用系统动力学方法优化并调控种植业和养殖业内部组分结构比例，协调种植业和养殖业两个子系统之间的相互关系，探讨实现系统的整体高效和良性循环的途径。 2模型的建立与检验 （1）建模思路 应用系统动力学模型对禹城市农牧结合生态系统发展趋势进行动态模拟，并
系统动力学模型
第10 章系统动力学模型 系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。 1 系统动力学概述 2 系统动力学的基础知识 3 系统动力学模型 第1 节系统动力学概述 1.1 概念系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。 系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下： 1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法； 2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统； 3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室” ； 4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算 机仿真语言DYNAMIC勺支持，如：PD PLUS VENSIM等的支持； 5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系； 6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计
算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表； 系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。 地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。 1.2 发展概况 系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（JAY.W.FORRESTERI出来的。目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。福雷斯特教授及其助手运用系统动力学方法对全球问题，城市发展，企业管理等领域进行了卓有成效的研究，接连发表了《工业动力学》，《城市动力学》，《世界动力学》，《增长的极限》等著作，引起了世界各国政府和科学家的普遍关注。 在我国关于系统动力学方面的研究始于1980 年，后来，陆续做了大量的工作，主要表现如下： 1 ）人才培养 自从1980年以来，我国非常重视系统动力学人才的培养，主要采用“走出去，请进来”的办法。请进来就是请国外系统动力学专家来华讲学，走出去就是派留学生，如：首批派出去的复旦大学管理学院的王其藩教授等，另外，还多次举办了全国性的讲习班。 2 ）编译编写专著
系统动力学模型案例分析学习资料
系统动力学模型案例 分析
系统动力学模型介绍 1?系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模和模拟是从系统的结构和功能两方面同时进行的。系统的结构是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互关系。而系统的功能是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、结构和功能，分别表征了系统的组织和系统的行为，它们是相对独立的，又可以在一定条件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统功能方面的因素，才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学方法从构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度，而且还要从结构方面考察模型中各单元相互联系和相互作用关系与实际系统结构的一致程度。模拟过程中所需的系统功能方面的信息，可以通过收集，分析系统的历史数据资料来获得，是属定量方面的信息，而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者对实际系统运动机制的认识和理解程度，其中也包含着大量的实际工作经验，是属定性方面的信息。因此，系统动力学对系统的结构和功能同时模拟的方法，实质上就是充分利用了实际系统定性和定量两方面的信息，并将它们有机地融合在一起，合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2.建模原理与步骤 任务j调研 * 问气定义 划定界限 建力方程* 政策分析与模空便用系统分析结构分析*
（1）建模原理 用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就是系统动力学的系统观和方法论。系统动力学认为系统具有整体性、相关性、等级性和相似性。系统内部的反馈结构和机制决定了系统的行为特性，任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就是针对实际应用情况，从变化和发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模和模拟的一个最主要的特点，就是实现结构和功能的双模拟，因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样，系统动力学模型也只是实际系统某些本质特征的简化和代表，而不是原原本本地翻译或复制。因此，在构造系统动力学模型的过程中，必须注意把握大局，抓主要矛盾，合理地定义系统变量和确定系统边界。系统动力学模型的一致性和有效性的检验，有一整套定性、定量的方法，如结构和参数的灵敏度分析，极端条件下的模拟试验和统计方法检验等等，但评价一个模型优劣程度的最终标准是客观实践，而实践的检验是长期的，不是一二次就可以完成的。因此，一个即使是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善，以适应实际系统新的变化和新的目标。 ⑵建模步骤 系统动力学构模过程是一个认识问题和解决问题的过程，根据人们对客观事物 认识的规律，这是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程，因此它必须是一个由粗到细，由表及里，多次循环，不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系 统分析、结构分析、模型建立、模型试验和模型使用五大步骤 这五大步骤有一定的先后次序，但按照构模过程中的具体情况，它们又都是交叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务是明确系统问题，广泛收集解决系统问题的有关数据、资料和信息，然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量和信息反馈机制。 第三步模型建立是系统结构的量化过程（建立模型方程进行量化）。 第四步模型试验是借助于计算机对模型进行模拟试验和调试，经过对模型各种 性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究和 做各种政策实验。 3?建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4.建模方法 因果关系图法 在因果关系图中，各变量彼此之间的因果关系是用因果链来连接的。因果链是 一个带箭头的实线（直线或弧线），箭头方向表示因果关系的作用方向，箭
vensim案例
第四章 系统动力学仿真模型 由于上海地区的汽车市场只是全国市场的一部分，其供应系统除了上海本地汽车生产企业之外，还有全国各地的汽车企业。随着加入WTO ，汽车产业逐步放开，将使我国的汽车市场成为国际市场的一部分，而价格也将与国际市场接轨。另外世界汽车市场上潜在的生产能力极大，总体上已经形成生产过剩的卖方市场。因此上海地区的汽车市场主要是需求问题。研究上海市私车发展的主要问题也将是需求问题。本文建立上海地区私车变化的系统动力学模型，从需求方面来研究上海市的私车发展。 §4.1 系统分析 §4.1.1 系统边界的确定 系统动力学分析的系统行为是基于系统内部要素相互作用而产生的，并假定系统外部环境的变化不给系统行为产生本质的影响，也不受系统内部因素的控制。因此系统边界应规定哪一部分要划入模型，哪一部分不应划入模型，在边界内部凡涉及与所研究的动态问题有重要关系的概念模型与变量均应考虑进模型；反之，在界限外部的那些概念与变量应排除在模型之外。 图4-1 上海市私家车系统组成结构图 根据系统论原理，一个完整的城市居民私家车消费系统不仅包括汽车的流通、交换和消费等环节，而且还包括城市人口、经济、社会环境和消费政策、公交等其他指系统，它是一个复杂的社会经济大系统（图4-1）。只有建立一个适合于该系统的动态分析模型，才可能全面准确地研究系统中各因素间的相互作用关系和它们对系统行为的影响。 根据系统建模的目的，本文研究系统的界限大体包括以下内容： 私车的需求量 私车的报废量 私车的市场保有量 私车的价格 私车的使用费用 私车的上牌费用 牌照限额 居民人均可支配收入 上海市人口数量 上海市总户数 私车发展系统 城市公交系统 城市市政系统 汽车市场系统 人口经济系统
系统动力学与案例分析
系统动力学与案例分析 一、系统动力学发展历程 （一）产生背景 第二次世界大战以后，随着工业化的进程，某些国家的社会问题日趋严重，例如城市人口剧增、失业、环境污染、资源枯竭。这些问题范围广泛，关系复杂，因素众多，具有如下三个特点：各问题之间有密切的关联，而且往往存在矛盾的关系，例如经济增长与环境保护等。 许多问题如投资效果、环境污染、信息传递等有较长的延迟，因此处理问题必须从动态而不是静态的角度出发。许多问题中既存在如经济量那样的定量的东西，又存在如价值观念等偏于定性的东西。这就给问题的处理带来很大的困难。 新的问题迫切需要有新的方法来处理；另一方面，在技术上由于电子计算机技术的突破使得新的方法有了产生的可能。于是系统动力学便应运而生。 （二）J.W.Forrester等教授在系统动力学的主要成果： 1958年发表著名论文《工业动力学——决策的一个重要突破口》，首次介绍工业动力学的概念与方法。 1961年出版《工业动力学》(Industrial Dynamics)一书，该书代表了系统动力学的早期成果。 1968年出版《系统原理》(Principles of Systems)一书，论述了系统动力学的基本原理和方法。 1969年出版《城市动力学》(Urban Dynamics)，研究波士顿市的各种问题。 1971年进一步把研究对象扩大到世界范围，出版《世界动力学》(World Dynamics)一书，提出了“世界模型II”。 1972年他的学生梅多斯教授等出版了《增长的极限》(The Limits to Growth)一书，提出了更为细致的“世界模型III”。这个由罗马俱乐部主持的世界模型的研究报告已被翻译成34种语言，在世界上发行了600多万册。两个世界模型在国际上引起强烈的反响。 1972年Forrester领导MIT小组，在政府与企业的资助下花费10年的时间完成国家模型的研究，该模型揭示了美国与西方国家的经济长波的内在机制，成功解释了美国70年代以来的通货膨胀、失业率和实际利率同时增长的经济问题。(经济长波通常是指经济发展过程中存在的持续时间为50年左右的周期波动) （三）系统动力学的发展过程大致可分为三个阶段： 1、系统动力学的诞生—20世纪50-60年代 由于SD这种方法早期研究对象是以企业为中心的工业系统，初名也就叫工业动力学。这阶段主要是以福雷斯特教授在哈佛商业评论发表的《工业动力学》作为奠基之作，之后他又讲述了系统动力学的方法论和原理，系统产生动态行为的基本原理。后来，以福雷斯特教授对城市的兴衰问题进行深入的研究，提出了城市模型。 2、系统动力学发展成熟—20世纪70-80年代 这阶段主要的标准性成果是系统动力学世界模型与美国国家模型的研究成功。这两个模型的研究成功地解决了困扰经济学界长波问题，因此吸引了世界范围内学者的关注，促进它在世界范围内的传播与发展,确立了在社会经济问题研究中的学科地位。 3、系统动力学广泛运用与传播—20世纪90年代-至今 在这一阶段,SD在世界范围内得到广泛的传播,其应用范围更广泛,并且获得新的发展.系统动力学正加强与控制理论、系统科学、突变理论、耗散结构与分叉、结构稳定性分析、灵敏度分析、统计分析、参数估计、最优化技术应用、类属结构研究、专家系统等方面的联系。许多学者纷纷采用系统动力学方法来研究各自的社会经济问题，涉及到经济、能源、交通、环境、生态、生物、医学、工业、城市等广泛的领域。 （四）国内系统动力学发展状况 20世纪70年代末系统动力学引入我国，其中杨通谊，王其藩，许庆瑞，陶在朴，胡玉奎等专家学者是先驱和积极倡导者。二十多年来，系统动力学研究和应用在我国取得飞跃发展。我国成立国内系统动力学学会，国际系统动力学学会中国分会，主持了多次国际系统动力学大会和有关会议。 目前我国SD学者和研究人员在区域和城市规划、企业管理、产业研究、科技管理、生态环保、海洋经济等应用研究领域都取得了巨大的成绩。 二、系统动力学的原理 系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科。它是系统科学中的一个分支，是跨越自然科学和社会科学的横向学科。系统动力学基于系统论，吸收控制论、信息论的精髓，是一门认识系统问题和解决系统问题交叉、综合性的新学科。从系统方法论来说，系统动力学的方法是结构方法、功能方法和历史方法的统一。 系统动力学是在系统论的基础上发展起来的，因此它包含着系统论的思想。系统动力学是以系统的结构决定着系统行为前提条件而展开研究的。它认为存在系统内的众多变量在它们相互作用的反馈环里有因果联系。反馈之间有系统的相互联系，构成了该系统的结构，而正是这个结构成为系统行为的根本性决定因素。
飞行器动力工程专业认识
飞行器动力工程专业认识 一、培养目标 本专业方向培养航空、航天、民航、航海及机械、动力、能源等领域设计、制造、科研各部门从事航空动力、地面燃气轮机、热能工程、流体机械及工程机械方面的设计、制造、试验以及科学研究、技术开发、使用维护和技术管理等工作的高级专业技术人才。本专业学制四年，招收理科考生，毕业生授予工学学士学位。设有“航空宇航推进理论与工程”、“系统仿真与控制”、“机械设计及理论”硕士点和博士点以及“动力机械及工程”硕士点，并设有“航空宇航科学与技术”博士后流动站。 二、专业内容 本专业以飞行器动力（发动机）总体设计、部件设计、控制系统设计及热能工程中的动力机械为主要内容。 主干学科：工程热物理、流体力学、固体力学、机械学、电工与电子技术、自动控制。要求学生具有扎实的数理基础和流体力学、固体力学、机械学、工程热力学、传热学、计算机控制及电工与电子学等方面基础知识，以获得以下几方面的专业知识、综合能力和工程创新能力： ?发动机总体性能分析、总体与部件设计 ?发动机结构设计及强度和振动分析、计算、试验及测试 ?控制系统分析、设计及试验 ?热能系统部件与系统设计及试验 ?一般机械设备与装置的设计、工程分析及开发 相近专业：热力涡轮机、火箭发动机、热能工程、内燃机、机械设计与制造、热能动力机械与装置、工程热物理、流体控制与操纵系统、自动控制、 工业自动化。 三、主要专业课程 本专业学生主要学习高等数学、大学物理、工程图学、机械设计基础、理论力学、材料力学、工程热力学、工程流体力学、弹性力学、计算机语言与程序设计基础、电工与电子技术、自动控制原理、传热学、叶片机原
理与设计、发动机原理、发动机构造、发动机强度等基础与专业课程，五组分组专业课程：（1）粘性流体力学、计算流体力学、实验流体力学；（2）机械振动基础、强度振动测试技术、有限元基础；（3）发动机控制元件、发动机控制系统、计算机控制技术；（4）发动机燃烧技术、热工测量、传热应用与分析；（5）高超声速气动力学、冲压发动机、火箭发动机，以及 专业选修课程。 四、毕业生适应工作范围 本专业涉及面广，根据课程选修情况，可以有五个不同侧重方向：（1）性能与气动力学；（2）结构与强度；（3）控制与仿真；（4）燃烧与传热；（5）航天推进系统。这五个方向相互交叉，不完全独立，而是有所侧重，以便学生所从事的工作范围更为广泛。毕业生可以去研究所、设计所、高 校、部队、工厂、企业等单位工作。 侧重于性能与气动力学和航天推进系统的学生适合于航空、航天发动机设计所、研究所高校、部队和企业的设计、生产部门，可从事发动机的总体性能分析、总体与部件设计、故障分析等方面的工作，也可从事热能工程、轻型燃气轮机、热力涡轮机、鼓风机等机械的设计和试验研究，还可在民航、航天、航海、武器装备等相关单位从事动力装置性能与气动力学分析、设计、试验、研究等方面工作。 侧重于结构与强度的学生适合于航空、航天发动机设计所、研究所高校、部队和企业的设计、生产部门，可从事发动机结构设计及优化、强度、疲劳寿命、可靠性和振动分析及试验研究及机械故障分析等方面的工作，也可从事热能工程、轻型燃气轮机、热力涡轮机、鼓风机及一般机械的结构设计和试验研究，还可在民航、航天、航海、武器装备等相关单位从事动力装置结构设计、强度分析、试验研究、维护等方面工作。 侧重于控制与仿真方向的学生适合于航空、航天发动机设计所、研究所、高校、部队和企业的设计、生产部门，从事发动机控制系统及其元件、部件和发动机数字电子控制器的设计、性能分析和试验工作，控制系统装配、维护及故障分析，也可去民航、航天、航海、武器装备等相关单位从事热动力装置、生产过程自动化系统的设计和试验研究工作，或从事机电 液一体化产品的设计和开发工作。 侧重于燃烧与传热的学生适合于航空、航天发动机设计所、研究所高校、部队和企业的设计、生产部门，从事燃烧、传热、流动、机械维护、热能系统工程等方面的研究和设计工作，也适合电力机械、石油、化工、
飞行器动力学与控制复习要点new
1. 卫星轨道六要素是哪些P2-7 ),,,,,(p t i e a ωΩ，其中a 半长轴，e 偏心率，i 轨道倾角，Ω升交点赤经，ω近地点幅 角，p t 卫星经过近地点时刻。 2. 卫星发射三要素是什么P17-18 ),,(L t A ?，其中?发射场L 的地心纬度，A 发射方位角，L t 发射时刻。 3. 什么是太阳同步轨道P23 选择轨道半长轴a 和倾角i 的组合使d /)(9856.0?=?Ω，则轨道进动方向和速率，与地球绕太阳周年转动的方向和速率相同（即经过365.24平太阳日，地球完成一次360°的周年运动），此特定设计的轨道称为太阳同步轨道。 4. 什么是临界轨道、冻结轨道P24-25 若远地点始终处在北极上空，即拱线不得转动，轨道倾角满足02sin 5.22 =-i ，即 ?=43.63i 或?=57.116i 。此值的倾角称为临界倾角，此类轨道称为临界轨道。若选择合 适的偏心率及合适的近地幅角，使0==e &&ω，近地点幅角ω被保持，或称被冻结在90°。 轨道的倾角和高度可以独立选择，此类轨道称作冻结轨道。 5. 回归轨道的回归系数是什么P26 轨道经过N 天回归一次，在回归周期内共转R 圈，每天的轨道圈数（非整数）Q 称为回归系数。R C Q I N N ==±，+表示轨迹东移，-表示轨迹西移。I 为接近一天的轨道圈数， 为正整数。 6. 静止轨道的特点、三要素是什么P28 （1） 轨道的周期与地球自旋周期一致 （2） 轨道的形状为圆形，偏心率0e = （3） 轨道处在地球赤道平面上，倾角0i = 7. 星座轨道的全球覆盖公式 相邻卫星星下点之间的角距为2b ，覆盖带宽度为2c ，
系统动力学模型
1.1 海洋资源可持续开发研究综述 海洋可持续发展包括三层含义，即海洋经济的持续性、海洋生态的持续性和社会的持续性，海洋的可持续发展以保证海洋经济发展和资源永续利用为目的，实现海洋经济发展与经济环境相协调，经济、社会、生态效益相统。运用海洋可持续发展理论和海域承载力理论研究海洋资源开发的可持续性，从我国的海洋产业入手，分析我国海洋资源开发利用的状况，从海洋产业结构和产业布局、海洋管理和海洋开发技术等方面总结我国海洋开发的问题，并针对这些问题，提出切实可行的实现海洋可持续发展的途径和措施。国外学者对海洋资源的发展和研究进行研究，建立相应的模型，认为技术在海洋资源发展过程中起到极其重要的作用。国内学者则以具体省份为例研究海洋资源可持续发展，对辽宁省所拥有的海洋资源进行概述后，分析了辽宁海洋资源开发与海洋生态环境保护之间的关系，提出开展海域资源价值折损评估，采用政策调控和市场机制保护海洋生态环境。利用我国重要海洋产业数据，分析我国海洋资源开发利用的状况，并从海洋产业结构和布局及管理等角度总结海洋资源开发存在的问题，提出实现海洋资源可持续发展的途径。学者从海洋资源与环境保护角度分析，研究开发海洋的过程中，存在着海洋环境污染、海洋渔业资源衰退等问题。 1.2 系统动力学模型研究综述 到20 世纪70 年代初系统动力学被用来解决很多领域的问题，成为比较成熟的学科，系统动力学到20 世纪70 年代初所取得的成就使人们相信它是研究和处理诸如人口、自然资源、生态环境、经济和社会等相互连带的复杂系统问题的有效工具。基于市场均衡论和信用风险理论，完善运用于分析代际消费计划的系统动力学机制模型，并提出可替换选择。国内学者将系统动力学运用于研究资源与
飞行器发动机的分类及工作原理
飞行器发动机的分类及工作原理 飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力,是飞行器的心脏。自飞机问世以来的几十年中,发动机得到了迅速的发展,从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机,到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机,还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等。时至今日,飞行器发动机已经形成了一个种类繁多,用途各不相同的大家族。飞行器发动机常见的分类原则有两个:按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。按发动机是否需要空气参加工作,飞行器发动机可分为两类:吸气式发动机和火箭喷气式发动机。吸空气发动机简称吸气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂 (助燃剂,所以不能到稠密大气层之 外的空间工作,只能作为航空器的发动机。一般所说的航空发动机即指这类发动机。根据吸气式发动机工作原理的不同,吸气式发动机又分为活塞式发动机、燃气涡轮发动机、冲压喷气发动机和脉动喷气发动机等。火箭喷气发动机是——种不依赖空气工作的发动机。航天器由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。它也可用作航空器的助推动力。按形成喷气流动能的能源不同,火箭喷气发动机又分为化学火箭发动机、电火箭发动机和核火箭发动机等。按产生推进动力的原理不同,飞行器发动机又可分为直接反作用力发动机和间接反作用力发动机两类。直接反作用力发动机是利用向后喷射高速气流,产生向前的反作用力来推进飞行器。直接反作用力发动机又叫喷气式发动机,这类发动机有涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机,脉动喷气式发动机,火箭喷气式发动机等。间接反作用力发动机是由发动机带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功,使空气加速向后(向下流动时,空气对螺旋桨(旋翼产生反作用力来推进飞行器。这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力,也有间接反作用力,但常将其划归直接反作用力发动机一类,所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。活塞式发动机空活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸内燃烧,膨胀作功的机械。活塞式发动机必须带动螺旋桨,由螺旋桨产生推(拉力。所以,作为飞机的动力装置发动机与螺旋桨是不能分割的。主要组成主要由气缸、活塞、连杆、曲气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。气缸是混合气(汽油和空气进行燃烧的地方。气缸内容纳活塞作往复运动。气缸头上装有点
系统动力学模型案例分析
系统动力学模型介绍 1、系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模与模拟就是从系统的结构与功能两方面同时进行的。系统的结构就是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互关系。而系统的功能就是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、结构与功能,分别表征了系统的组织与系统的行为,它们就是相对独立的,又可以在—定条件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统功能方面的因素,才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学方法从构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度,而且还要从结构方面考察模型中各单元相互联系与相互作用关系与实际系统结构的一致程度。模拟过程中所需的系统功能方面的信息,可以通过收集,分析系统的历史数据资料来获得,就是属定量方面的信息,而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者对实际系统运动机制的认识与理解程度,其中也包含着大量的实际工作经验,就是属定性方面的信息。因此,系统动力学对系统的结构与功能同时模拟的方法,实质上就就是充分利用了实际系统定性与定量两方面的信息,并将它们有机地融合在一起,合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2、建模原理与步骤 (1)建模原理
用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就就是系统动力学的系统观与方法论。系统动力学认为系统具有整体性、相关性、等级性与相似性。系统内部的反馈结构与机制决定了系统的行为特性,任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就就是针对实际应用情况,从变化与发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模与模拟的一个最主要的特点,就就是实现结构与功能的双模拟,因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样,系统动力学模型也只就是实际系统某些本质特征的简化与代表,而不就是原原本本地翻译或复制。因此,在构造系统动力学模型的过程中,必须注意把握大局,抓主要矛盾,合理地定义系统变量与确定系统边界。系统动力学模型的一致性与有效性的检验,有一整套定性、定量的方法,如结构与参数的灵敏度分析,极端条件下的模拟试验与统计方法检验等等,但评价一个模型优劣程度的最终标准就是客观实践,而实践的检验就是长期的,不就是一二次就可以完成的。因此,一个即使就是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善,以适应实际系统新的变化与新的目标。 (2)建模步骤 系统动力学构模过程就是一个认识问题与解决问题的过程,根据人们对客观事物认识的规律,这就是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程,因此它必须就是一个由粗到细,由表及里,多次循环,不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系统分析、结构分析、模型建立、模型试验与模型使用五大步骤这五大步骤有一定的先后次序,但按照构模过程中的具体情况,它们又都就是交叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务就是明确系统问题,广泛收集解决系统问题的有关数据、资料与信息,然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量与信息反馈机制。 第三步模型建立就是系统结构的量化过程(建立模型方程进行量化)。 第四步模型试验就是借助于计算机对模型进行模拟试验与调试,经过对模型各种性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用就是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究与做各种政策实验。 3、建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4、建模方法 因果关系图法 在因果关系图中,各变量彼此之间的因果关系就是用因果链来连接的。因果链就是一个带箭头的实线(直线或弧线),箭头方向表示因果关系的作用方向,箭头旁标有“+”或“-”号,分别表示两种极性的因果链。 a.正向因果链A→+B:表示原因A的变化(增或减)引起结果B在同一方向上发生变化(增或减)。
飞行器动力论文
自动控制技术在飞行器动力系统中的应用 摘要：发动机是飞行器的动力源，相当于飞行器的心脏，它的性能对飞行器的发展有着非常重要的影响。现代发动机的发展除了在推重比的提高和燃油消耗率的进降低外还有其他方面的技术要求进一步发展和提高，其中发动机的智能推进控制得到了各国的重视。 关键字：发动机自动控制智能推进控制预研 引言：为飞行器提供动力，推动飞行器前进的装置称为动力装置。它由发动机、推进剂或燃料系统以及保证发动机正常有效工作所必需的导管、附件、仪表和在飞行器上的固定装置等组成。为了方便起见，我们把动力系统简称为发动机。1883年汽油内燃机即活塞式发动机的问世，为第一架飞机的试飞成功创造了条件；空气喷气发动机的出现，使飞机突破声障，并使飞行器的飞行速度达到几倍声速成为可能；火箭发动机的出现，为航天器的发展奠定了基础，使人类冲出地球，飞向宇宙的梦想成为现实。可以说，飞行器的发展是伴随着发动机的发展而发展的，飞行器发展的每一个里程碑都与发动机的发展有着密切的联系。 正文： 1 、发动机分为以下几种： (1)、活塞式发动机是一种把燃料的热能转化为带动螺旋桨转动的机械能的发动机。螺旋桨高速旋转时，使空气加速向后流动，空气对螺旋桨产生反作用力，从而推动飞行器前进。因此活塞式发动机不能直接产生使飞行器前进的推力，而是通过带动螺旋桨转动而产生推力的。 涡轮喷气式发动机可以利用向后喷射高速气流，直接产生向前的反作用力，来推动飞行器前进。空气喷气发动机、火箭发动机和组合发动机都属于这种类型。 (3)、空气喷气发动机是利用大气层中的空气，与所携带的燃料燃烧产生高温气体，它依赖于空气中的氧气作为氧化剂，因此只能作为航空器的发动机。按具体结构的不同，空气喷气发动机又可分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮桨扇发动机、涡轮轴发动机和冲压喷气发动机等类型。 (4)、火箭发动机不依赖于空气而工作，完全依靠自身携带的氧化剂和燃料产生高温、高压气体，因此可以在高空和大气层外使用。若按形成喷气流动能的能源的不同，火箭发动机又可分为化学火箭发动机和非化学火箭发动机。 (5)、组合发动机是指两种或两种以上不同类型发动机的组合，包括空气喷气发动机之间的组合，以及空气喷气发动机与火箭发动机之间的组合等。 2、活塞式发动机与涡轮喷气发动机的异同【1】： 活塞式发动机： 发动机是热机但本身不能产生推力，只能从轴上输出功率带动螺旋桨，由螺旋桨产生推力，所以螺旋桨称为推进器。热机叫螺旋桨称为活塞式动力装置。发动机工作时，空气是间断进入气缸，气体和压缩、燃烧和膨胀过程发生在通一缸内，只有一个行程对外做功。必须采用笨重的气缸。 涡轮喷气发动机： 即使热机又是推进器。在一定的飞行速度范围内，随着飞行速度的增加，其产生的推力增加。燃气轮机工作时，有更大的功率输出。适于高速飞行。燃气式结构轻巧。较活塞式经济性差。 目前普遍认为，发动机推重比和燃油消耗率是衡量航空喷气涡轮发动机技术水平和工作
系统动力学模型案例分析
…时6 “卅… 系统动力学模型介绍 1 ?系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模和模拟是从系统的结构和功能两方面同时进行 的。系统的结构是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互尖系。 而系统的功能是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、 结构和 功能，分别表征了系统的组织和系统的行为，它们是相对独立的，又可以在一定 条 件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统 功能方面的因素，才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学 方法从 构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的 行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度，而且还要从 结构方面考察模型中各单元相互联系和相互作用尖系与实际系统结构的一致程度。 模拟过程中所需的系统功能方面的信息，可以通过收集，分析系统的历史数据资料 来获得，是属定量方面的信息，而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者 对实际系统运动机制的认识和理解程度， 其中也包含着大量 的实际工作经验，是属定性方面的信息。因此，系统动力学对系统的结构和功能同 时模拟的方法，实质上就是充分利用了实际系统定性和定量两方面的信息， 并 将它们有机地融合衽一起，合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2 ?建模原理与步骤 任务?调研］ > 系统分析* 问气定义划 修改模型 呷气拟 模萨%估 政策分析与模空便用 定界限 建官方程*
-------------------------- 日寸磊5说----------- -- ------- ----------- （1）建模原理 用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就是系统动力学的系统观和方法 论。系统动力学认为系统具有整体性、相尖性、等级性和相似性。系统内部的反馈结构和机制决定了系统的行为特性，任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就是针对实际应用情况，从变化和发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模和模拟的一个最主要的特点，就是实现结构和功能的双模拟，因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样，系统动力学模型也只是实际系统某些本质特征的简化和代表，而不是原原本 本地翻译或复制。因此，在构造系统动力学模型的过程中，必须注意把握大局，抓主要矛盾，合理地定义系统变量和确定系统边界。系统动力学模型的一致性和有效性的检验，有一整套定性、定量的方法，如结构和参数的灵敏度分析，极端条件下的模拟试验和统计方法检验等等，但评价一个模型优劣程度的最终标准是客观实践，而实践的检验是长期的，不是一二次就可以完成的。因此，一个即使是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善，以适应实际 系统新的变化和新的目标。 ⑵建模步骤 系统动力学构模过程是一个认识问题和解决问题的过程，根据人们对客观事物认识的规律，这是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程，因此它必须是一个由粗到细，由表及里，多次循环，不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系统分析、结构分析、模型建立、模型试验和模型使用五大步骤 这五大步骤有一定的先后次序，但按照构模过程中的具体情况，它们又都是交 叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务是明确系统问题，广泛收集解决系统问题的有尖数 据、资料和信息，然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量和信息反馈机 制。 第三步模型建立是系统结构的量化过程（建立模型方程进行量化）。 第四步模型试验是借助于计算机对模型进行模拟试验和调试，经过对模型各种性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究和做各种政策实验。 3?建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4 ?建模方法