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针对结构未知的复杂非线性系统，提出一种多模型建模方法。从理性建模的思想出发。在积累的大量系统输入出数据中找出与系统当前模态相匹配的数据集合，再用局部多项式拟合（LPF）算法建立系统的局部模型，根据系统模态的变化建立系统的多个模型，实现对全局非线性系统的准确建模，该方法运算简单，易于实施。仿真并与其它方法比较，表明了该方法的有效性。