[發明專利]一種電動拖拉機整車半實物仿真測試平臺

在審

• 申請號: 201911183566.1
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110750055A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 任寶珠;郭洋;于曉蔓
• 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
• 代理公司: 21212 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發明提供一種電動拖拉機整車半實物仿真測試平臺，包括：電動拖拉機電傳動控制系統、信號調理系統、仿真系統；電動拖拉機電傳動控制系統將控制信號及脈沖信號通過信號調理系統傳給仿真系統，仿真系統中電動拖拉機模型運行產生的控制反饋信號、速度信號以及電流電壓信號通過信號調理系統傳送給電動拖拉機電傳動控制系統，形成閉環控制系統。仿真系統采用數字建模技術模擬構造出完整的虛擬整車環境，信號調理系統用于轉換電動拖拉機電傳動控制系統和仿真系統之間的傳輸信號。本發明解決了現有技術中難以實現頻繁實車驗證控制算法以及現有仿真技術中未仿真整車環境的問題。實現整車環境下對電傳動控制器的實時測試，降低測試成本，縮短調試周期。

技術領域

本發明涉及電動拖拉機性能測試技術領域，具體而言，尤其涉及一種電動拖拉機整車半實物仿真測試平臺。

背景技術

拖拉機作為農業生產過程中應用最廣泛的農機裝備之一，近年來對其驅動形式的相關研究逐漸成為熱點。電動拖拉機以驅動電機取代內燃機作為動力源，具有更高的驅動效率，更靈活的控制方法和更準確的控制精度。電動拖拉機的牽引系統功能復雜，實時性、控制精度、動靜態特性要求高，系統耦合關系復雜，非線性度高，實際運行環境構建復雜、費用高。因此電動拖拉機的牽引系統驗證難度大。為了在實驗室中驗證電動拖拉機牽引系統的有效性，就需要搭建半實物仿真平臺。該平臺主要包括dSPACE仿真計算機、硬件接口電路、仿真管理與模型建立計算機等幾部分。目前，國內外的專利文獻中尚未見到電動拖拉機整車半實物仿真測試平臺的相關文獻。

發明內容

根據上述提出電動拖拉機運行環境構建復雜、費用高、系統驗證難度大，等技術問題，為了滿足在實驗室驗證電動拖拉機的牽引控制系統的要求，而提供一種電動拖拉機整車半實物仿真測試平臺。本發明主要采用硬件在環實時仿真技術，即將電動拖拉機電傳動控制系統與在計算機上實現的電動拖拉機模型連接，進行仿真實驗。

本發明采用的技術手段如下：

一種電動拖拉機整車半實物仿真測試平臺，包括：電動拖拉機電傳動控制系統、信號調理系統、仿真系統；所述電動拖拉機電傳動控制系統將控制信號及脈沖信號通過信號調理系統傳給仿真系統，仿真系統中電動拖拉機模型運行，產生的控制反饋信號、速度信號以及電流電壓信號通過信號調理系統傳送給電動拖拉機電傳動控制系統形成閉環控制系統。

進一步地，所述電動拖拉機電傳動控制系統與在計算機上建立的電動拖拉機模型連接，所述的電動拖拉機模型包括電動機模型、發電機模型、柴油機模型以及柴油機控制器模型。

進一步地，所述電動拖拉機電傳動控制系統包括電動機控制器、發電機控制器、ARM處理器、DC/DC模塊以及油門踏板。

進一步地，所述仿真系統采用數字建模技術模擬構造出完整的虛擬整車環境，所述信號調理系統用來轉換電動拖拉機電傳動控制系統和仿真系統之間的傳輸信號。

本發明還提供了一種電動拖拉機整車半實物仿真測試平臺的試驗方法，包括：

S1、所述仿真系統采用Matlab建立電動拖拉機模型，電動拖拉機模型包括電動機模型、發電機模型、柴油機模型以及柴油機控制器模型；

S2、將上述模型下載到dSPACE仿真機中，通過信號調理系統接收和輸出信號；

S3、將所述電動拖拉機電傳動控制系統與上述控制模型連接，進行仿真實驗。

進一步地，所述的仿真實驗包括電動拖拉機的啟動過程和運行過程；