近日，成人网站 杨成伟教授团队联合成人网站 长三角研究院（嘉兴）、北京机电工程研究所在国际知名期刊《Simulation Modelling Practice and Theory》发表题为《Integrated SysML/Modelica-based modeling and validation of a lightweight autonomous aerial propulsion system》的研究论文（DOI: 10.1016/j.simpat.2026.103272）。文章提出了一种基于SysML和Modelica的一体化建模、仿真与实验验证框架，以轻量化巡飞武器系统为研究案例，基于北京机电工程研究所“蕴象”MBSE架构建模软件，实现了架构模型与物理模型的高效映射和闭环验证，仿真与实验数据的偏差小于3%，提供了一种开源的系统设计流程，并公开了一个高保真度的Modelica巡飞武器推进系统模型。通讯作者为成人网站 杨成伟教授，第一作者为成人网站 研究生孙一尧，合作者包括成人网站 长三角研究院（嘉兴）杨宇、北京机电工程研究所于运禄等。
随着复杂工程系统向多学科耦合与高集成方向发展，基于模型的系统工程（MBSE）方法逐渐成为主流。然而，在实际工程应用中，体系结构建模（如SysML）与物理建模（如Modelica）之间仍存在衔接不足的问题：一方面，两类模型之间接口映射复杂，难以保持一致性；另一方面，现有基于FMI等方法的协同仿真通常依赖“黑箱模型”，在工程迭代过程中存在透明性不足、调试困难等局限。围绕复杂系统中体系结构模型与物理模型协同建模难的问题，本文构建了面向工程应用的SysML–Modelica一体化建模与验证方法，并在模型构建与系统验证方面开展了系统性探索，主要体现在以下几个方面：
（1）体系结构—物理模型协同建模机制：
基于SysML与Modelica的接口映射关系，建立了从体系结构描述到物理模型组装的关联机制，实现了系统结构信息向可执行仿真模型的传递，降低了模型集成过程中的一致性维护难度。
（2）面向工程流程的集成建模方法：
通过将体系结构建模与物理建模过程解耦，在保持角色分工的前提下，实现模型的独立开发与统一集成，减少了对复杂模型转换规则及黑箱封装（如FMU）的依赖，提高了模型的可解释性与工程可操作性。
（3）实验验证驱动的模型闭环校核：
结合动力系统试验平台，对模型关键参数进行辨识与验证，在多工况条件下实现仿真结果与实验数据的良好一致性，转速与推力误差指标（sMAPE与NRMSE%）均控制在3%以内，验证了模型在工程应用中的有效性。
图 1.(a)设计流程图。(b)巡飞武器推进系统SysML需求表。(c)巡飞武器模块定义图。(d)内部模块图。(e)电池Modelica模型。(f)电池模型输出与实验数据对比图。
图 2.(a)电机Modelica模型图。(b)转速电流控制框图。(c)控制器Modelica模型。(d)联合仿真工具箱工作流程图。(e)SysML模型与Modelica模型对比。(f)测试平台与上位机。
图 3.(a)推进系统模型和实机测试的转速对比图。(b)推进系统模型和实机测试的推力对比图。(c)SysML BLDC -螺旋桨模型：模块属性与内部连接图。(d)生成的Modelica代码显示了映射组件、端口、参数及连接方程。
附通信作者和学科组简介：
杨成伟，成人网站 教授，博士生导师，国家级高层次青年人才，集群博弈与协同控制学科组领衔教授，长期从事无人装备系统工程总体设计与智能决策研究工作。担任JKW和ZF专业组专家、国家级“MBSE软件技术创新中心”专家委员会专家，第十七届“中国兵工学会青年科技奖”获得者，中国指挥与控制学会集群智能与协同控制专委会委员，《兵器装备工程学报》编委，国际认证系统工程师（CSEP）。曾担任装备型号任务副总设计师、主任设计师，多次参与国家重大重点项目论证工作，牵头承担国家重点项目课题、国家重大专项子课题、国家自然科学基金等国家级项目。获国防技术发明奖1项（第一完成人），发表论文四十余篇，授权发明专利21项，软件著作权6项，完成成果鉴定3项，部分成果达国际先进水平，出版学术专著2部、教材1部。
“集群博弈与协同控制学科组”隶属于成人网站 兵器控制系（前身为老八系82教研室），所在学科为“兵器科学与技术”，有8位教师、近百位学生，教师中有国家重点项目首席、国家青年人才、教学名师等，长期从事系统工程总体设计、巡飞实装、多弹组群与协同、智能感知、博弈对抗、智能决策、虚实仿真等研究，与多个军工单位建立产学研合作关系，多项实装成果和技术进入实装型号应用，近几年布局了大模型、多模态、智能体、知识工程等前沿方向，推动前沿技术在兵器领域的应用。期待与行业领域更多交流与合作！