动态模型就是用来描述系统或过程在不稳定状态下各种参数随时间变化的数学关系式。理论上，动态模型参数的最终稳态值应该与稳态模型所决定的完全一样，两种模型在形式上也趋于一致。但实际上，在进行动态模型的建模时，会对其进行更多的模型简化，以使动态模型不至于太过复杂。从某种意思上说，稳态模型是动态模型的极限和基础。
1.建模的目的
建立动态模型，通常有以下几个目的：
（1）判断系统或过程动态特性的优劣，即检查它会不会对运行及控制带来特殊困难；是否具备有效的控制手段及足够的控制裕度；分析改变热工对象结构参数对动态特性的影响，从而提出从结构设计上改善动态特性的根本途径。
（2）设计合理的控制系统，并选择合适的系统工作参数或状态。
（3）建立仿真系统或过程，用以培训运行操作人员和进行仿真研究。这种仿真系统或过程除了可以模拟正常运行工况以外，还能模仿事故及启停等全过程。
2.动态模型的分类方法
动态模型的分类方法很多，根据模型的来源可以分为以下几种：
（1）理论解析模型，也称为机理性模型，是根据基本的科学定律，从系统内部工作过程的机理出发，为系统或过程建立的数学模型。理论解析模型具有严密的科学依据，可用于多种工作条件，其定性结论比较合理，但其精度一般不很高。
（2）经验归纳模型，也称为经验性模型，是不考虑系统或过程的工作机理，完全根据现场试验得到的对象在各种输入扰动下的动态响应数据，应用系统辨识与参数估计或者人工智能而建立的数学模型，所采用的方法称为经验归纳法或黑箱法。经验归纳模型精度较高，但只适用于已经建成并投入运行的设备或系统，并只限于某一具体对象，现场试验的费用和工作量较大。
（3）混合模型，即通过理论分析，确定函数关系，再通过试验或实际测得的数据确定有关参数，用理论解析和经验归纳相结合的方法建立的数学模型。这种模型兼顾了理论解析模型和经验归纳模型的优点，既提高了模型的精度，又具有一定的适用范围。
3.动态模型的分类
按照模型的基本要素、变量、参数、数学关系、逻辑陈述及数据等性质的不同可将动态模型分为以下几种：(www.xing528.com)
（1）确定性模型与随机模型。确定性模型是输入与输出变量之间有完整确定的函数关系，没有随机性因素；而随机模型是指在数学描述中存在随机因素，不知道该变量的精确值，仅知道该变量取某个值的概率或取值范围。热工过程各参数变化范围较大，多为随机模型。
（2）连续变量模型与离散变量模型。连续变量模型中的变量相对时间来说是连续的，连续变量模型一般用微分方程描述。离散变量模型中的变量相对于时间来说是离散的，离散模型一般用差分方程描述。
（3）线性模型与非线性模型。用线性函数表示的数学模型为线性模型；用非线性函数表示的数学模型为非线性模型。热工过程的动态模型一般都是非线性模型，但在一定条件下（如小扰动时），可以将非线性模型线性化，得到线性模型。
（4）集总参数模型与分布参数模型。集总参数模型是指模型中的参数沿空间均匀分布，各个参数仅是时间的函数，与空间无关。分布参数模型指模型中的参数既是时间的函数，还是空间的函数。实际热工对象的动态模型是典型的分布参数模型，分布参数模型要比集总参数模型复杂，求解也困难。
4.建模的步骤
建模一般包含以下4个步骤：
（1）明确建模目的。目的不同，建立的模型形式也有所不同。本章建模的目的是研究DSG槽式集热器输入输出参数在动态过程中的变化规律，为后续建立槽式DSG系统模型打下基础，为设计槽式DSG系统的主控系统提供支持。因此将DSG槽式集热器简化为太阳辐射、压力、温度、流量等几个输入和输出参数的关系。由于全世界只有一座商业运行的槽式DSG电站，国内第一座关于DSG槽式集热器的试验台还在建设当中，我们需要了解DSG槽式集热器的运行机理，因此这里建立的是理论解析模型。由于太阳辐射能量分散且抛物线形槽式聚光器的聚光倍数较低，因此槽式DSG系统中DSG槽式集热器的长度一般有上千米长。太阳辐射在这么长、这么大的范围内很有可能是不均匀的，而且太阳辐射本身又具有高度不确定性，因此本书选择建立了能表达局部太阳辐射变化的较为复杂的分布参数模型。
（2）考虑利用模型求解动态响应的可能性。在建模之前，应当对模型的复杂性和能否实现实时运算有充分了解，必须估计到以后利用模型求解动态响应的可能性。由（1）所述，分布参数模型更适合DSG槽式集热器的建模，但分布参数模型比集总参数模型复杂得多，计算量也大得多，因此分布参数模型无法满足实时运算。针对这一点，本书在设计控制方案时采用了多模型切换的控制思想，将整个非线性工作空间划分为若干子空间，每个子空间采用一个较精确的固定模型描述，针对这些子模型分别设计相应的控制器；并设计一个切换器，用以选择与对象最为适配模型相对应控制器的输出作为系统实际控制量，从而解决了上述问题。
（3）分解系统和建立物理模型。在建立动态模型时，要按照介质性质或过程特点将建模对象划分为若干个环节。划分的环节越细，模型就越接近于真实，模型也就越复杂。本书根据水工质相态变化的特点，将DSG槽式集热器分为热水、两相流和过热蒸汽等3个环节。
（4）建立方程式。动态模型所包括的方程式主要是针对一个简化的物理模型，根据质量守恒、能量守恒、动量守恒等定律列出的基本方程式和传热方程式、工质的热力学状态参数方程式以及各种状态变量之间的代数关系式。建立方程式一般分通道、分环节地进行。对于每一个通道或者环节所列出的方程式都必须是线性不相关的，也没有相互矛盾的，同时要检查位置变量的数目是否与方程式的数目相等。通过上述步骤所建立的只是初步的数学模型，对这个模型还需做各种化简、变换、整理等数学处理（即二次建模）后才能作为编制计算程序的依据，在计算机上求解出输入变量扰动下输出变量的动态响应。
综上所述，本章采用非线性分布参数方法对DSG槽式集热器进行建模，文中根据能量守恒、质量守恒、动量守恒等定律以及传递方程、状态方程等，从DSG槽式集热器的具体结构和工作机理出发，建立理论解析模型；并采用经验归纳法确定传热系数、热阻系数、摩擦压降等参数，从而建立了DSG槽式集热器非线性分布参数模型。
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