[發(fā)明專利]基于RT-LAB的牽引控制單元實(shí)時(shí)在線仿真測試方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210273594.4
• 申請(qǐng)日: 2012-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN102749917A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏菲;鄭雪洋;馬志文;趙衛(wèi)紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所;北京縱橫機(jī)電技術(shù)開發(fā)公司
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務(wù)所 11313
• 代理人: 劉博

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用工業(yè)級(jí)仿真工具對(duì)高速列車進(jìn)行模擬仿真，更具體地說是指一種基于RT-LAB的牽引控制單元實(shí)時(shí)在線仿真測試方法，以及采用這種方法的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在軌道交通車輛中，牽引變流器是交流傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部分，牽引變流器工作狀態(tài)的控制監(jiān)測由牽引控制單元來完成，牽引控制單元也是列車控制網(wǎng)絡(luò)的重要組成設(shè)備。高速列車控制系統(tǒng)承擔(dān)著整個(gè)動(dòng)車組的控制、監(jiān)視與診斷與保護(hù)任務(wù),負(fù)責(zé)完成列車的運(yùn)行控制、監(jiān)視、診斷功能，通過列車網(wǎng)絡(luò)控制和管理列車的牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)、輔助供電、空調(diào)、行車安全設(shè)備、車門、照明等幾乎所有子系統(tǒng)，其中牽引系統(tǒng)是與列車控制網(wǎng)絡(luò)關(guān)系最密切的系統(tǒng)，是最重要的列車控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一。牽引控制單元與列車中央控制單元以及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間有大量的信息交互，牽引控制的優(yōu)劣不僅本身直接影響到列車牽引性能的好壞，同時(shí)對(duì)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)整車邏輯控制和設(shè)備管理也會(huì)造成影響。因而高速列車的牽引控制單元是不能脫離列車控制網(wǎng)絡(luò)而存在的，而且多個(gè)牽引控制單元之間也有信息交互和控制邏輯，整車控制的概念滲透到牽引控制單元的控制邏輯中去。

但是現(xiàn)有的技術(shù)存在沒有對(duì)牽引控制單元進(jìn)行在列車網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)時(shí)在線仿真，也沒有對(duì)全列多牽引控制單元進(jìn)行在線仿真的，因而無法滿足高速列車的牽引控制單元的實(shí)時(shí)在線仿真的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種利用工業(yè)仿真系統(tǒng)對(duì)高速列車牽引控制單元進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬仿真的方法，另外還進(jìn)一步提供了采用這種方法的系統(tǒng)，能夠?qū)?shí)現(xiàn)現(xiàn)有高速列車內(nèi)部系統(tǒng)的改進(jìn)非常方便提供大量的技術(shù)參考數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種基于RT-LAB的牽引控制單元實(shí)時(shí)在線仿真方法，采用RT-LAB仿真機(jī)實(shí)時(shí)模擬多個(gè)牽引控制單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)高壓系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)和牽引電機(jī)以及傳動(dòng)裝置，通過所述的RT-LAB仿真機(jī)通過實(shí)時(shí)采集外部信號(hào)并實(shí)時(shí)解算模型，通過驅(qū)動(dòng)提供仿真機(jī)的輸入輸出板卡提供信號(hào)給真實(shí)的牽引控制單元，實(shí)時(shí)化的模擬所述牽引控制單元真實(shí)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的信號(hào)交互，模擬仿真牽引控制單元對(duì)高速列車的牽引控制，以便構(gòu)成實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引控制單元實(shí)施模擬仿真在線測試的基本結(jié)構(gòu)。

高速列車整車的控制思想始終貫穿在牽引控制單元控制邏輯設(shè)計(jì)中，不同的牽引控制單元與列車控制網(wǎng)絡(luò)之間的控制邏輯和交互的信息是不同的，列車對(duì)四個(gè)牽引單元的控制也是不同的，所以對(duì)于多個(gè)牽引控制單元的在線仿真才是真正的高速列車的牽引控制單元的在線仿真。

進(jìn)一步，在列車控制網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，對(duì)多個(gè)牽引控制單元進(jìn)行在線仿真。牽引控制單元是列車控制網(wǎng)絡(luò)的最重要的組成設(shè)備之一，與列車控制緊密相關(guān)，牽引控制單元不僅是控制列車的牽引系統(tǒng)完成對(duì)列車的牽引，同時(shí)要與列車的中央控制單元進(jìn)行大量的信息交互，聽從中央控制單元的控制指令，反饋?zhàn)陨淼臓顟B(tài)，參與到整車的控制邏輯中去，直接影響列車的運(yùn)行性能。牽引控制單元是不能脫離列車控制網(wǎng)絡(luò)而存在的，整車控制的概念滲透到牽引控制單元的控制邏輯中，列車控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同的牽引控制單元的進(jìn)行控制，且與工作的牽引控制單元的數(shù)量相關(guān)，所以牽引控制單元在線仿真在列車控制網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成。

進(jìn)一步地，牽引控制單元實(shí)時(shí)在線仿真測試方法，是對(duì)真實(shí)的高速列車的車載牽引控制單元的在線仿真。

進(jìn)一步地，全列牽引控制單元在列車網(wǎng)絡(luò)的控制下，牽引控制單元有主控和從控之分。例如為了減少全列的網(wǎng)側(cè)諧波，主控牽引控制單元和從控牽引控制單元的控制角度是不同的。牽引控制單元實(shí)時(shí)在線仿真測試方法，是對(duì)四個(gè)真實(shí)的牽引控制單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)高壓系統(tǒng)仿真模型、牽引變流器主電路模型和牽引電機(jī)模型以及傳動(dòng)裝置模型的仿真，且在列車網(wǎng)絡(luò)控制的環(huán)境下，從而可以測試多個(gè)牽引控制單元同時(shí)正常工作時(shí)的控制邏輯和控制策略。

更進(jìn)一步，所述的RT-LAB仿真機(jī)包括相互之間數(shù)據(jù)連通的至少一臺(tái)主機(jī)以及一臺(tái)目標(biāo)機(jī)，所述主機(jī)與目標(biāo)機(jī)上分別執(zhí)行不同的系統(tǒng)用以實(shí)時(shí)模擬仿真執(zhí)行機(jī)構(gòu)。更具體地說，所述的主機(jī)上運(yùn)行windows操作系統(tǒng)；所述的目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行QNX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，執(zhí)行所述主機(jī)傳輸?shù)拇a以及執(zhí)行實(shí)時(shí)代碼以實(shí)時(shí)模擬仿真執(zhí)行機(jī)構(gòu)。