[發明專利]一種交直交冶金軋機傳動系統半實物仿真系統

有效

• 申請號: 201410604387.1
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104407519A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 王堅;尚敬;張宇;譚娟;許為;徐立恩;陳柳松
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 朱繪;張文娟

技術領域

本發明涉及仿真控制技術，尤其是一種交直交冶金軋機傳動系統半實物仿真系統。

背景技術

冶金軋機傳動工況具有負載突變嚴重、過載倍數高、響應速度和可靠性要求非常高的特點。為了確保傳動系統安全可靠地運行，冶金軋機控制器的開發必須基于嚴格的試驗基礎。對此，現有技術中通常采用以下兩種方式對冶金軋機控制器進行調試驗證：

1、在真實的軋制生產線上進行調試驗證；

2、采用工程對象電機對力的方法確定控制模型和響應能力是否符合要求。

在真實的軋制生產線上進行研究驗證的方法不僅投資巨大，而且試驗中還面臨其他冶金設備的損耗，具有一定的危險性，并且驗證機會少，使用效率低。為了克服上述弊端，許多研究機構和公司采用工程對象電機對力的方法確定控制模型和響應能力是否符合要求。即，借助較小功率電機等效模擬大功率冶金軋機電機來研究軋機的工作特性。然而該方法僅考慮了控制響應，缺乏對軋制過程、軋制工藝的模擬，且電機參數存在諸多不確定因素，因此最終獲得的結果的可靠性和準確度并不理想。

如何充分考慮冶金軋機系統參數和工作特性，搭建一套準確、廉價的仿真測試平臺，對交直交冶金軋機傳動系統性能進行實時測試，一直是相關技術人員致力解決的技術問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種交直交冶金軋機傳動系統半實物仿真系統。

本發明提出的交直交冶金軋機傳動系統半實物仿真系統，其包括：

實物控制單元，其中包括所述軋機傳動系統的控制器，所述控制器輸出控制信號；

實時仿真單元，其中包括實時仿真器，所述實時仿真器中運行有所述軋機傳動系統的主電路模型，并通過相應的信號接口收發電氣信號，以進行模擬仿真計算；

信號轉換單元，其連接在所述實物控制單元與實時仿真單元之間，用于將所述實物控制單元輸出的控制信號轉換為所述實時仿真單元能夠接收的電氣信號，提供給所述實時仿真單元，以及用于將所述實時仿真單元輸出的模擬仿真結果轉換為實際工作信號，提供給所述實物控制單元，從而實現對所述軋機傳動系統控制器的仿真測試。

根據本發明的實施例，上述軋機傳動系統的主電路模型可以包括：

組合模型一，其由整流側的供電電源、斷路器、整流變壓器、主機整流器和主機勵磁回路的模型組合而成；

組合模型二，其由整流側的充電回路、從機整流器、中間回路和從機勵磁回路的模型組合而成；

組合模型三，其由主機逆變器側的主機斬波回路、主機逆變器、主機和主機速度傳感器的模型組合而成；

組合模型四，其由從機逆變器側的從機斬波回路、從機逆變器、從機和從機速度傳感器的模型組合而成。

根據本發明的實施例，上述實時仿真器可以由若干串行處理板構成，每一所述串行處理板上運行一所述組合模型。

進一步地，每一所述串行處理板通過所述信號轉換單元接收所述實物控制單元發出的控制信號，同時通過數據總線接收其他所述串行處理板輸出的電氣信號，在此基礎上根據內部運行的組合模型計算并輸出相應的模擬仿真結果。

根據本發明的另一實施例，上述實時仿真器可以由若干串行處理板和若干并行處理板構成，每一所述串行處理板和一所述并行處理板構成一功能單元組，共同運行一所述組合模型。

進一步地，在所述組合模型一中，所述供電電源、斷路器、整流變壓器和主機勵磁回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述主機整流器的模型運行在一所述并行處理板上；

在所述組合模型二中，所述充電回路、中間回路和從機勵磁回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述從機整流器的模型運行在一所述并行處理板上；

在所述組合模型三中，所述主機斬波回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述主機逆變器、主機和主機速度傳感器的模型運行在一所述并行處理板上；

在所述組合模型四中，所述從機斬波回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述從機逆變器、從機和從機速度傳感器的模型運行在一所述并行處理板上。

根據本發明的實施例，每一所述功能單元組中：

所述串行處理板接收同組并行處理板的輸出信號，并接收其他功能單元組的串行處理板的輸出信號，在此基礎上根據內部運行的仿真模型計算得到本串行處理板的輸出信號，該輸出信號作為模擬仿真結果傳遞給同組并行處理板，由同組并行處理板輸出給所述信號轉換單元；