[發(fā)明專利]一種電力機(jī)車保護(hù)邏輯測試系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011197231.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112286077A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜振環(huán);郭洋;任寶珠
• 申請（專利權(quán)）人: 中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發(fā)明提供一種電力機(jī)車保護(hù)邏輯測試系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)包括：電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)、信號調(diào)理系統(tǒng)以及仿真系統(tǒng)；其中，所述電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)用于輸出機(jī)車傳動控制信號；所述信號調(diào)理系統(tǒng)用于對所述機(jī)車傳動控制信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)換后的信號能夠直接被仿真系統(tǒng)接收和識別；所述仿真系統(tǒng)基于數(shù)字建模技術(shù)模擬構(gòu)建整車環(huán)境，并響應(yīng)所述轉(zhuǎn)換后的機(jī)車傳動控制信號，使整車運行狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生控制反饋信號、速度信號以及電流電壓信號。本發(fā)明能夠解決難以頻繁實車驗證控制保護(hù)算法以及現(xiàn)有仿真技術(shù)中未仿真整車環(huán)境的問題，實現(xiàn)整車環(huán)境下對電傳動控制器的實時測試，降低測試成本，縮短調(diào)試周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力牽引控制單元設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種電力機(jī)車保護(hù)邏輯測試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

電力機(jī)車牽引控制單元長期工作在高溫振動的不利條件下，發(fā)生故障的幾率比較大，診斷的難度也比較大。因此，在進(jìn)行地面試驗和環(huán)鐵試驗前，在半實物仿真平臺上測試電力機(jī)車的保護(hù)邏輯是十分有必要的。

電力機(jī)車牽引系統(tǒng)保護(hù)算法驗證方案，由于電力機(jī)車運行環(huán)境構(gòu)建復(fù)雜、費用高、系統(tǒng)驗證難度大等缺點，不能滿足在實驗室中驗證電力機(jī)車的牽引控制系統(tǒng)保護(hù)邏輯的測試要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種電力機(jī)車保護(hù)邏輯測試系統(tǒng)及方法。能夠解決難以頻繁實車驗證控制保護(hù)算法以及現(xiàn)有仿真技術(shù)中未仿真整車環(huán)境的問題，實現(xiàn)整車環(huán)境下對電傳動控制器的實時測試，降低測試成本，縮短調(diào)試周期。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種電力機(jī)車保護(hù)邏輯測試系統(tǒng)，包括：電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)、信號調(diào)理系統(tǒng)以及仿真系統(tǒng)；其中，

所述電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)用于輸出機(jī)車傳動控制信號，以控制機(jī)車的牽引狀態(tài)；

所述信號調(diào)理系統(tǒng)通過航插接口與電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)連接，用于對所述電力機(jī)車傳動控制信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成能夠直接被仿真系統(tǒng)接收和識別的模擬機(jī)車傳動控制信號；

所述仿真系統(tǒng)基于數(shù)字建模技術(shù)模擬構(gòu)建整車環(huán)境，并響應(yīng)所述模擬機(jī)車傳動控制信號，在虛擬整車環(huán)境下記錄使整車牽引狀態(tài)變化，以及產(chǎn)生的虛擬控制反饋信號和虛擬速度信號，并通過所述信號調(diào)理系統(tǒng)對所述虛擬控制反饋信號和虛擬速度信號進(jìn)行逆處理生成能夠被電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)讀取的信號，從而生成電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)的控制閉環(huán)。

進(jìn)一步地，系統(tǒng)還包括故障識別系統(tǒng)，所述故障識別系統(tǒng)對仿真系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬控制反饋信號和虛擬速度信號進(jìn)行分類，從而識別出異常信號數(shù)據(jù)以及導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)的故障名稱。

進(jìn)一步地，所述仿真系統(tǒng)包括用于模擬三相異步電機(jī)工作的電動機(jī)模型和用于模擬四象限整流器的四象限模型。

一種電力機(jī)車保護(hù)邏輯測試方法，基于上述系統(tǒng)實現(xiàn)，包括：

生成保護(hù)邏輯測試模型，所述保護(hù)邏輯測試模型基于MATLAB搭建，經(jīng)編譯后生成給定故障信號；

將所述給定故障信號輸入電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)，所述電力機(jī)車電傳動控制系統(tǒng)采集到故障信號后，對故障名稱進(jìn)行識別，并針對該故障級別的采取相應(yīng)的保護(hù)動作，輸出在故障狀態(tài)下的機(jī)車傳動控制信號；

仿真系統(tǒng)響應(yīng)于在故障狀態(tài)下的機(jī)車傳動控制信號所產(chǎn)生虛擬故障控制反饋信號和虛擬故障速度信號；

通過信號調(diào)理系統(tǒng)對所述虛擬故障控制反饋信號和虛擬故障速度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成能夠直接被牽引控制單元系統(tǒng)接收和識別的系統(tǒng)狀態(tài)變量信號，根據(jù)判斷條件判別故障信號所屬故障類型，并采取相應(yīng)故障的保護(hù)動作。

較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：