[發明專利]高速列車牽引傳動控制系統故障注入方法及仿真系統

有效

• 申請號: 201510996427.6
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105628406B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 彭濤;陽春華;楊超;史露;趙帥;賀澤洲;楊笑悅;劉博;尹進田;陶宏偉;李晟
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周志中

1.一種高速列車牽引傳動控制系統的故障注入方法，其特征在于，包括以下步驟：

預處理步驟：搭建高速列車牽引傳動控制系統的仿真系統，所述仿真系統包括基于仿真環境構建的牽引傳動控制系統主電路、控制策略、以及故障注入基準；所述故障注入基準包括牽引變流器故障注入模塊、牽引電機故障注入模塊、傳感器故障注入模塊、牽引控制器TCU故障注入模塊；且各所述的故障注入模塊均包括故障注入控制器、信號調理器和噪聲信號發生器三個部分，其中，各所述故障注入器都能選擇內部故障信號或外部故障信號進行調理，各所述信號調理器之間根據各自的故障類型設置差異化的故障注入信號生成方式，以及各所述信號調理器都能根據正常信號、特定故障信號以及中間故障注入信號進行邏輯運算以選擇所需的注入信號；

步驟一：根據所述高速列車牽引傳動控制系統被測對象發生特定故障時的電氣信號特性，經對應的故障注入器選擇內部故障信號或外部故障信號生成被測對象所需注入故障的特定故障信號；確定故障注入點的位置；

步驟二：將步驟一所生成的特定故障信號與注入點處的注入前正常信號進行信號調理；生成故障注入后的信號，即故障注入信號；

步驟三：將步驟二所生成的故障注入信號替換注入點處的正常信號，注入到步驟一確定的故障注入點，實現對被測對象的故障注入/模擬。

2.根據權利要求1所述的高速列車牽引傳動控制系統的故障注入方法，其特征在于，所述的步驟三中，信號調理輸出的故障注入信號是通過串行接入的方式注入到被測對象的故障注入點。

3.根據權利要求1至2中任一所述的高速列車牽引傳動控制系統的故障注入方法，其特征在于，所述的步驟二中，包括以下步驟：

步驟1：將步驟一所生成的特定故障信號與注入點處的注入前正常信號進行信號調理；具體包括如下步驟：

步驟1.1信號運算

根據用戶需要，將步驟一所生成的特定故障信號f(g)與注入點處的注入前正常信號X_o進行信號疊加或信號相乘運算，生成中間故障注入信號為：

X_f1＝X₀+f(g) (1)

或者：

X_f2＝X₀*f(g) (2)

步驟1.2邏輯運算

將正常信號X_o、特定故障信號f(g)以及中間故障注入信號X_f1,X_f2，進行邏輯運算，選擇所需的故障注入信號X′_f：

X′_f＝sel{X₀,f(g),X_f1,X_f2} (3)

式中sel{}表示在X_o、f(g)、X_f1和X_f2中選擇任一所需的故障注入信號X′_f作為信號調理的輸出；

步驟2：確定生成的故障注入信號X′_f是否需要疊加噪聲，并生成故障注入信號X_f作為最終輸出：

X_f＝X′_f+(N_s) (4)

式中+(N_s)表示可根據實際情況和用戶需要，選擇是否疊加噪聲信號Ns。

4.一種實現權利要求1至3任一所述的高速列車牽引傳動控制系統的故障注入方法的仿真系統，其特征在于，包括基于仿真環境構建的牽引傳動控制系統主電路、控制策略，以及故障注入基準；其中，故障注入基準包括牽引變流器故障注入模塊、牽引電機故障注入模塊、傳感器故障注入模塊、牽引控制器TCU故障注入模塊；且各所述的故障注入模塊均包括故障注入控制器、信號調理器和噪聲信號發生器三個部分，其中，各所述故障注入器都能選擇內部故障信號或外部故障信號進行調理，各所述信號調理器之間根據各自的故障類型設置差異化的故障注入信號生成方式，以及各所述信號調理器都能根據正常信號、特定故障信號以及中間故障注入信號進行邏輯運算以選擇所需的注入信號。