[發(fā)明專利]一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210422332.X
• 申請(qǐng)日: 2012-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN103793542A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁建英;姚非;楊中平;余進(jìn);王晗;徐躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京元中知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 曲艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及列車牽引系統(tǒng)的控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高速鐵路的快速發(fā)展，對(duì)高速列車的需求逐漸增大，各種不同的運(yùn)行線路及其運(yùn)行環(huán)境對(duì)高速列車的性能提出了不同的要求，因此將不可避免的需要對(duì)現(xiàn)有的高速列車牽引系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于高速列車的這一復(fù)雜系統(tǒng)，建立有效、可信的高速列車牽引系統(tǒng)虛擬化平臺(tái)，迫在眉睫，通過方針模擬高速類車內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境，研究高速列車動(dòng)力配置、性能參數(shù)的設(shè)計(jì)。進(jìn)而指導(dǎo)高速列車牽引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

隨著計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的快速發(fā)展，目前傳統(tǒng)的圖表和數(shù)據(jù)顯示已經(jīng)不能滿足技術(shù)人員的需求,尋找一種直觀的模擬方法來體現(xiàn)高速列車組件的工作過程,對(duì)于高速列車組件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來說,?在設(shè)計(jì)組件模型故障分析與可行性驗(yàn)證方面可以大大提高技術(shù)人員的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的可以直觀的顯示高速列車牽引系統(tǒng)的工作過程的虛擬系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠根據(jù)研究者需要對(duì)組成高速列車牽引系統(tǒng)的組件的運(yùn)行情況進(jìn)行觀察分析的一種虛擬系統(tǒng)。

本發(fā)明的再一目的是提供一種能夠觀察分析高速列車牽引系統(tǒng)的任意組件的爆炸分解成的部件和零件的運(yùn)行情況，而不影響其他組件運(yùn)行的一種虛擬系統(tǒng)。

一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)，包括運(yùn)行支撐框架層和分別與運(yùn)行支撐框架層連接的模塊算法層、虛擬模型層和應(yīng)用層；

所述組件模塊算法層包含數(shù)據(jù)算法庫模塊及其模塊接口，所述數(shù)據(jù)算法庫模塊內(nèi)設(shè)置高速列車牽引系統(tǒng)的各個(gè)組件以及主要特殊組件的數(shù)學(xué)模型及相關(guān)的基礎(chǔ)算法；

所述虛擬模型層包含虛擬模型庫模塊及其模塊接口，所述虛擬模型庫模塊內(nèi)設(shè)置高速列車牽引系統(tǒng)的各個(gè)組件的虛擬模型；

所述運(yùn)行支撐框架層包含運(yùn)行支撐框架模塊和牽引系統(tǒng)組件動(dòng)態(tài)配置模塊及兩個(gè)模塊的接口，所述運(yùn)行支撐框架層關(guān)聯(lián)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型和虛擬模型，構(gòu)成結(jié)構(gòu)完整的列車牽引系統(tǒng)的仿真模型；

所述應(yīng)用層包括對(duì)虛擬系統(tǒng)動(dòng)作進(jìn)行直接觀察的牽引系統(tǒng)操作模塊及其模塊接口。

所述數(shù)據(jù)算法庫模塊包括如受電弓、牽引變壓器、脈沖整流器、中間直流環(huán)節(jié)、牽引逆變器與電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

所述基礎(chǔ)算法包括快速傅立葉變換、拉普拉斯變換。

所述虛擬模型庫模塊包括連接裝置虛擬模型、主要部件的零件虛擬模型以及除主要部件之外的其他部件虛擬模型。

所述運(yùn)行支撐框架模塊負(fù)責(zé)模塊間的數(shù)據(jù)信息交互與傳輸控制，包括數(shù)據(jù)信息的分配調(diào)度及時(shí)間管理。

所述牽引系統(tǒng)動(dòng)態(tài)配置模塊將數(shù)據(jù)算法庫中的數(shù)學(xué)模型與虛擬模型庫中的虛擬模型分別進(jìn)行動(dòng)態(tài)的搭配。

所述系統(tǒng)操作模塊觀察牽引系統(tǒng)的各組件虛擬模型的動(dòng)作情況以及組成各組件的零部件的動(dòng)作情況。

所述接口模塊內(nèi)設(shè)置模塊間信息傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)規(guī)范，完成模塊間的無縫連接。

所述基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)，能夠直觀的觀察分析高速列車的牽引系統(tǒng)的運(yùn)行情況和性能。

2、本發(fā)明的一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)，能夠觀察分析高速列車牽引系統(tǒng)的任意組件的爆炸分解成的部件和零件的運(yùn)行情況，而不影響其他組件運(yùn)行的一種虛擬系統(tǒng)

附圖說明

1、本發(fā)明的一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)流程圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述：

一種基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)，其特征在于：包括運(yùn)行支撐框架層和分別與運(yùn)行支撐框架層連接的模塊算法層、虛擬模型層和應(yīng)用層，基于模塊化的虛擬高速列車牽引系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。

組件模塊算法層包含數(shù)據(jù)算法庫模塊及其模塊接口，數(shù)據(jù)算法庫模塊內(nèi)設(shè)置高速列車牽引系統(tǒng)的各個(gè)組件以及主要特殊組件的數(shù)學(xué)模型及相關(guān)的基礎(chǔ)算法，數(shù)據(jù)算法庫模塊包括如受電弓、牽引變壓器、脈沖整流器、中間直流環(huán)節(jié)、牽引逆變器與電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，基礎(chǔ)算法包括快速傅立葉變換、拉普拉斯變換。

虛擬模型層包含虛擬模型庫模塊及其模塊接口，所述虛擬模型庫模塊內(nèi)設(shè)置高速列車牽引系統(tǒng)的各個(gè)組件的虛擬模型，包括連接裝置虛擬模型、主要部件的零件虛擬模型以及除主要部件之外的其他部件虛擬模型，如牽引變壓器，脈沖整流器等部件的虛擬模型。