基于SysML和Modelica复杂机电产品系统设计与仿真集成.pdf

第29 卷 第 11 期 计算机辅助设计与图形学学报 Vol. 29 No. 11 2017 年 11 月 Journal of Computer-Aided Design Computer Graphics Nov. 2017 基于SysML 和Modelica 的复杂机电产品系统设计与仿真集成 1) 2) 2) 2)* 周书华 , 曹 悦 , 张 政 , 刘玉生 1) (浙江经济职业技术学院汽车技术学院 杭州 310018) 2) (浙江大学CADCG 国家重点实验室 杭州 310058) (ysliu@) 摘 要: 系统仿真是辅助系统设计的一种重要手段, 如何将系统设计与系统仿真有机结合, 从而支持设计工作的高 效开展, 是一项重要的研究课题. 针对这一问题, 基于系统工程标准建模语言 SysML 和多领域仿真建模语言 Modelica 提出一套系统层设计与仿真集成方法. 首先基于元对象机制分析和比较了SysML 和Modelica 的元模型; 然 后以Modelica 元模型为基准, 构造了面向Modelica 的SysML 扩展包M-Design; 最后依据扩展的SysML 和Modelica 元模型定义了二者之间的映射规则, 从而实现SysML 设计模型向Modelica 仿真模型的自动转换. 以储水池系统为例, 展示了复杂机电系统的设计和仿真的集成过程. 关键词: 基于模型的系统工程; SysML; Modelica; 设计与仿真集成; 模型转换 中图法分类号: TP391.41 System Design and Simulation Integration for Complex Mechatronic Products Based on SysML and Modelica Zhou Shuhua1), Cao Yue2), Zhang Zheng2), and Liu Yusheng2)* 1) (School of Automotive Technology, Zhejiang Technical Institute of Economics, Hangzhou 310018) 2) (State Key Lab of CADCG, Zhejiang University, Hangzhou 310058) Abstract: System simulation is one of the important methods to assist the system design. How to combine them in order to improve the efficiency of the design process is a challenging research topic. To this end, we pr o- posed a novel system design and simulation integration method based on SysML, which is the standard mo d- eling language for systems engineering, and the multi -domain simulation modeling language Modelica. Spe- cifically, firstly, we analyzed and compared the metamodels of SysML and Modelica based on the Meta -Object Facility (MOF); the