Предложена система алгоритмов для составления математической модели физических систем, структура которых задана с помощью графов большой сложности. Приведенные алгоритмы могут быть использованы не только для разработки новых систем, но и для диагностики рабочего оборудования и поиска неисправностей. Полученная математическая модель системы, представленная в виде системы уравнений, позволяет получить единственное решение. Работа алгоритмов проиллюстрирована на примере механической системы, однако результаты работы могут быть распространены на системы другой природы с помощью электромеханических или электроэкономических аналогий.