艰难的第一步始于何处

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物理系统建模能够被传授吗？它是一门艺术还是一门科学？

许多工程师几乎没有经验，因此在建模的时候也就没有信心。但是对于无论是应用到现有系统或是设计过的一个概念的物理系统建模来说，需要充分的了解，区分工程师，以此来给公司的创新带来竞争性优势。

物理模型的等级制度或许可以回答上面的问题：为什么我在建模？对于一个物理模型，工程判断和应用到物理系统上的即简化假设必须能抓住物理系统的必要的多学科特性。多学科物理实用知识是必不可少的，最简单且满足要求的模型往往是最好的。

下面举两个例子。图1是一个连接到涡电式测功器的内燃机。其物理模型是图2所示。将引擎作为一个由节流阀调节θ（t）调制的非线性角速度源（?E） 主要能量存储同转动惯性 JE有关，集中在发动机轴的输出上。转矩传动轴具有顺度和能量损耗，而且是通过一个转动弹簧KS和转动气阀BS.建模的。轴的惯性忽略不计。

测功器含有一个在磁场中转动的锯齿式转子，该磁场是电流通过定子绕组产生的。定子磁场中的导电转子转动会产生一个感应电压（法拉第定律）。这个感应电压在形成磁场的转子中会产生涡电流（安培定律），这个磁场方向与转子磁场相反（楞次定律）。

安装在耳轴承上的定子的惯量JS可以自由转动，但是是由一个扭矩臂用来控制测量开发出的扭矩。弹簧K和气阀B代表与扭矩测量有关的顺度和能量损耗。

图3为一个网络控制系统的位于两套从动轮之间的一部分。建立物理模型的第一步是预测和控制网络的张力和速度。值得关注的是对网络传输的基础物理特性一个错误理解就会导致建立的模型不准确，这一错误会持续很多年。

质量守恒定律被用来控制网络范围内的容量，在这个范围内物理模型允许从上游网络范围到下游网络范围的张力ε的变换，这一特点已经通过实验观察得到了证实。T代表网络张力，假设在网络长度L的范围内是不变的。

成功的物理建模需要有着对多学科物理特性的基本理解，以及致力于不走设计-建模-测试这个老路的决心。这是创新最直接的路径。