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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利基于模型的复杂装备系统设计验证一体化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119918189B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510391393.1，技术领域涉及：G06F30/15；该发明授权基于模型的复杂装备系统设计验证一体化方法是由黄磊;刘岩冰;刘潺;李甍材;陈宇;徐天常;陈立平设计研发完成，并于2025-03-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于模型的复杂装备系统设计验证一体化方法在说明书摘要公布了：本发明属于复杂装备系统设计与验证领域，其公开了基于模型的复杂装备系统设计验证一体化方法，以“需求‑行为‑结构‑参数”四个层次为框架，结合任务场景需求，构建可重复使用航天运载器系统的全流程设计与分析方法；从需求分析出发，将复杂系统分解，结合理论和实验数据对模型进行参数标定与性能验证，构建可重复使用航天运载器系统模型，并开展系统综合分析验证；结合模型的三维虚拟环境和构型优化算法，对航天运载器的各项构型进行快速寻优，评估设计方案的可行性与性能；通过设计与验证模型的双向交互、系统级设计与专业级设计的贯通，解决现有技术中的设计与验证割裂、模型协同不足等问题，提升复杂装备系统设计与验证的效率与精度。

本发明授权基于模型的复杂装备系统设计验证一体化方法在权利要求书中公布了：1.基于模型的复杂装备系统设计验证一体化方法，其特征在于，包括以下步骤： S1多场景需求分析与方案设计： 以“需求-行为-结构-参数”四个层次为框架，结合任务场景需求，进行专项设计与分析，构建可重复使用航天运载器系统的全流程设计与分析方法； S2多领域系统建模与综合验证： 基于步骤S1的全流程设计与分析方法，从需求分析出发，将复杂系统分解，明确建模的粒度；基于系统分解结果，自底向上依次开发组件模型、子系统模型及系统模型，结合理论和实验数据对模型进行参数标定与性能验证，构建可重复使用航天运载器系统模型，并开展系统综合分析验证； S3多维度沉浸体验与评估优化： 在步骤S2构建的可重复使用航天运载器系统模型基础上，结合模型的三维虚拟环境和构型优化算法，对航天运载器的各项构型进行快速寻优，具体步骤如下： S31三维建模与虚拟环境创建： 通过虚拟仿真平台构建航天运载器的三维模型，模拟不同的发射和回收场景，设计人员观察到航天运载器在不同场景下的运行表现，通过虚拟场景模拟，优化设计方案； S32构型优化与评估： 结合模型的级间比优化算法和基于模型的程序角优化算法，对航天运载器的各项构型进行快速寻优； 其中，所述模型的级间比优化算法具体包括以下步骤： 1代价模型建立 通过速度增量模型评估飞行任务所需的速度增量，从而计算出执行任务所需的燃料消耗，速度增量ΔVmission计算公式为： ΔVmission＝ΔVorbit+ΔVg+ΔVd+ΔVp+ΔVr+ΔVmargin 其中：ΔVorbit为入轨速度，ΔVr为地球自转引入的相对速度修正量，ΔVg为气动力损失，ΔVd为推力损失，ΔVp为重力损失，ΔVmargin为安全裕度； 2参数定义与建模 火箭系统分为多个级间，在第i层火箭中，定义mp,i为推进剂质量，其由燃料和氧化剂组成，用以产生推力；定义me,i为结构质量；定义mf,i为火箭燃烧结束后未能完全消耗的燃料；定义质量比ni和结构系数∈i计算公式为： 3优化目标与约束条件 通过CER＝aMx与成本相关联，其中CER为成本估算关系，x为成本系数，M为起飞质量，a为加权系数，优化目标定义为最小化火箭的起飞总质量GLOW，其计算公式为： minGLOW＝m0,1+me,b+mp,b 其中，m0,1为二级火箭总质量；me,b为一级火箭结构质量；mp,b为一级火箭推进剂质量； 4问题求解与优化 将优化目标和约束条件整理为混合整数非线性优化问题，通过齐奥尔科夫斯基方程计算速度增量，平衡推力损失和路径偏差；使用积分计算推进过程中重力损失ΔVg和路径修正ΔVp,steering： 其中，t0为起始时间，tf为终止时间，g为重力加速度，γ为飞行路径角，T为发动机推力，α为攻角，m为火箭质量； 5结果输出 优化得到各级间的质量分布、结构系数与推重比配置，最终实现火箭系统的总质量最小化，同时满足飞行任务的ΔV需求及性能指标。

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