[發明專利]機車及動車組粘著控制仿真系統和仿真方法

在審

• 申請號: 201711307294.2
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108062034A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 王乃福;徐從謙;刁一晉
• 申請（專利權）人: 中車大連電力牽引研發中心有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G05B23/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉丹;黃健

本發明提供一種機車及動車組粘著控制仿真系統和仿真方法，所述仿真系統包括實車控制器、第一仿真機和信號轉換單元，信號轉換單元分別與實車控制器和第一仿真機電性連接；實車控制器為機車及動車組的牽引驅動控制單元，用于向第一仿真機發送粘著控制指令，并接收第一仿真機發送的模擬運行信號；第一仿真機用于根據粘著控制指令運行仿真模型得到所述模擬運行信號，向實車控制器發送所述模擬運行信號；信號轉換單元，用于轉換實車控制器和第一仿真機之間的傳輸信號。本發明提供的機車及動車組粘著控制仿真系統和仿真方法，解決了現有技術中的仿真效果很難與現場的實際效果一致的問題和仿真實時性和快速性問題，提高了仿真效果。

技術領域

本發明涉及仿真技術領域，尤其涉及一種機車及動車組粘著控制仿真系統和仿真方法。

背景技術

目前，高速鐵路、城市軌道和重載鐵路等輪軌交通進入了飛速發展時期。在輪軌交通中，機車動輪和鋼軌之間的粘著力是驅動機車運行的最終動力，高性能機車需要配置高性能的粘著控制技術，因此機車粘著控制技術的研究對于提高機車性能至關重要。然而，輪軌之間的粘著力對環境狀況比較敏感，通常會受到多方面因素的影響，并且試驗場地有限，機車粘著控制試驗不便于在真實環境下進行，通常借助仿真手段來實現。

現有技術中，機車粘著控制仿真系統主要采用國際通用的SIMPACK-MATLAB仿真工具來實現。具體的，使用SIMPACK構建機車轉向架、車體及鋼軌，規定各部件的自由度及鉸接方式，分析受力情況，建立完整的機車模型，使用MATLAB建立機車牽引傳動及電機控制模型，并將牽引傳動及電機控制模型引入到機車模型中，從而構建出機車粘著控制仿真系統，對機車粘著控制進行仿真試驗。

然而，采用上述方法建立的機車粘著控制仿真系統，無法模擬機車實際控制效果，導致仿真效果很難與現場的實際效果一致，仿真效果不佳。

發明內容

本發明提供一種機車及動車組粘著控制仿真系統和仿真方法，用于解決現有技術中的仿真效果很難與現場的實際效果一致，和仿真實時性和快速性低等仿真效果不佳的問題。

第一方面，本發明提供的機車及動車組粘著控制仿真系統，包括：實車控制器、第一仿真機和信號轉換單元，所述信號轉換單元分別與所述實車控制器和所述第一仿真機電性連接；

所述實車控制器為機車實現粘著控制的單元，用于運行粘著控制程序，向所述第一仿真機發送粘著控制指令，并接收所述第一仿真機發送的模擬運行信號；

所述第一仿真機，用于根據所述粘著控制指令運行仿真模型得到所述模擬運行信號，并向所述實車控制器發送所述模擬運行信號；

所述信號轉換單元，用于轉換所述實車控制器和所述第一仿真機之間的傳輸信號。

可選的，所述機車及動車組粘著控制仿真系統還包括飛輪試驗臺，所述飛輪試驗臺用于模擬不同工況下的機車粘著狀態，得到粘著狀態參數，并向所述第一仿真機發送所述粘著狀態參數，以使所述第一仿真機根據所述粘著狀態參數和所述粘著控制指令運行所述仿真模型；

其中，所述粘著狀態參數包括輪軌狀態參數和牽引負載參數。

可選的，所述飛輪試驗臺包括粘著試驗臺，所述粘著試驗臺用于模擬不同工況下的機車輪軌狀態，得到所述輪軌狀態參數，所述輪軌狀態參數包括軌面介質參數、軸重參數和輪軌沖角參數。

可選的，所述飛輪試驗臺還包括飛輪負載試驗臺，所述飛輪負載試驗臺用于模擬不同工況下的機車負載狀態，得到所述牽引負載參數，所述牽引負載參數包括牽引質量參數、運行阻力參數和坡道阻力參數。

可選的，所述仿真模型包括主電路模型、電機模型、整車模型以及下述模型中的至少一種：牽引模型、弓網模型、線路模型、輪軌模型和車輛動力學模型。