物理模型
也稱實(shí)體模型 ,又可分為實(shí)物模型和類比模型。
①實(shí)物模型:根據(jù)相似性理論制造的按原系統(tǒng)比例縮小(也可以是放大或與原系統(tǒng)尺寸一樣)的實(shí)物,例如風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中的飛機(jī)模型,水力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,建筑模型,船舶模型等?
②類比模型:在不同的物理學(xué)領(lǐng)域(力學(xué)的、電學(xué)的、熱學(xué)的、流體力學(xué)的等)的系統(tǒng)中各自的變量有時(shí)服從相同的規(guī)律,根據(jù)這個(gè)共同規(guī)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(jié)流閥和氣容構(gòu)成的氣動(dòng)系統(tǒng)的壓力響應(yīng)與一個(gè)由電阻和電容所構(gòu)成的電路的輸出電壓特性具有相似的規(guī)律,因此可以用比較容易進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的電路來(lái)模擬氣動(dòng)系統(tǒng)。
工業(yè)模型
定義:工業(yè)模型,俗稱手板、首板模型和快速成型,主要制作方法有CNC加工、激光快速成型和硅膠模小批量生產(chǎn)。工業(yè)模型廣泛應(yīng)用于工業(yè)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)階段,在短的時(shí)間內(nèi)加工出和設(shè)計(jì)一致的實(shí)物模型。設(shè)計(jì)師進(jìn)行產(chǎn)品外觀確認(rèn)和功能測(cè)試等,從而完善設(shè)計(jì)方案 ,達(dá)到降低開發(fā)成本,縮短開發(fā)周期,迅速獲得客戶認(rèn)可的目的。
仿真模型
通過(guò)數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)或混合計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序表達(dá)的模型。采用適當(dāng)?shù)姆抡嬲Z(yǔ)言或程序, 物理模型、數(shù)學(xué)模型和結(jié)構(gòu)模型一般能轉(zhuǎn)變?yōu)榉抡婺P?[6] 。關(guān)于不同控制策略或設(shè)計(jì)變量對(duì)系統(tǒng)的影響,或是系統(tǒng)受到某些擾動(dòng)后可能產(chǎn)生的影響,是在系統(tǒng)本身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但這并非永遠(yuǎn)可行。原因是多方面的,例如:實(shí)驗(yàn)費(fèi)用可能是昂貴的;系統(tǒng)可能是不穩(wěn)定的,實(shí)驗(yàn)可能破壞系統(tǒng)的平衡,造成危險(xiǎn);系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)很大,實(shí)驗(yàn)需要很長(zhǎng)時(shí)間;待設(shè)計(jì)的系統(tǒng)尚不存在等。在這樣的情況下,建立系統(tǒng)的仿真模型是有效的。例如,生物的甲烷化過(guò)程是一個(gè)絕氧發(fā)酵過(guò)程,由于的作用分解而產(chǎn)生甲烷。根據(jù)生物化學(xué)的知識(shí)可以建立過(guò)程的仿真模型,通過(guò)計(jì)算機(jī)尋求過(guò)程的穩(wěn)態(tài)值并且可以研究各種起動(dòng)方法。這些研究幾乎不可能在系統(tǒng)自身上完成,因?yàn)閺募夹g(shù)上很難保持過(guò)程處于穩(wěn)態(tài),而且生物甲烷化反應(yīng)的起動(dòng)過(guò)程很慢,需要幾周的時(shí)間。但如果利用(仿真)模型在計(jì)算機(jī)上仿真,則甲烷化反應(yīng)的起動(dòng)過(guò)程只需要幾分鐘的時(shí)間。
結(jié)構(gòu)模型
主要反映系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和因果關(guān)系的模型 。結(jié)構(gòu)模型中的一類重要模型是圖模型。此外生物系統(tǒng)分析中常用的房室模型(見房室模型辨識(shí))等也屬于結(jié)構(gòu)模型。結(jié)構(gòu)模型是研究復(fù)雜系統(tǒng)的有效手段。
模型≠商品。任何物件定義為商品之前的研發(fā)過(guò)程中形態(tài)均為模型,當(dāng)定義型號(hào)、規(guī)格并匹配相應(yīng)價(jià)格的時(shí)候,模型將會(huì)以商品形式呈現(xiàn)出來(lái)。
從廣義上講:如果一件事物能隨著另一件事物的改變而改變,那么此事物就是另一件事物的模型。模型的作用就是表達(dá)不同概念的性質(zhì),一個(gè)概念可以使很多模型發(fā)生不同程度的改變,但只要很少模型就能表達(dá)出一個(gè)概念的性質(zhì),所以一個(gè)概念可以通過(guò)參考不同的模型從而改變性質(zhì)的表達(dá)形式。