CN104730933B - 牵引控制半实物仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种牵引控制半实物仿真系统。包括：上位机、仿真器、转换器和牵引控制器，其中：上位机分别与仿真器和牵引控制器电连接，转换器分别与仿真器和牵引控制器电连接；上位机，用于建立与牵引控制器对应的数学模型，以及输出控制信号；仿真器，用于根据上位机输出的数学模型和转换器输出的反馈信号生成环境模拟信号；转换器，用于将仿真器输出的环境模拟信号输入至牵引控制器，以及将牵引控制器输出的反馈信号输入至仿真器；牵引控制器，用于根据上位机输出的控制信号和转换器输出的环境模拟信号生成反馈信号。本发明提供的牵引控制半实物仿真系统，可以满足现代交流传动系统动态和稳态性能研究的需要。

Description

牵引控制半实物仿真系统
技术领域
本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种牵引控制半实物仿真系统。
背景技术
仿真技术综合了当代科学技术中多种现代化尖端手段，极大地扩展了人类的视野、时限和能力，在科学技术领域起到了极其重要的作用。从某种角度上讲，一个国家的仿真技术的发展水平也代表其整体的科技实力。
现有技术中，牵引控制仿真软件都是基于PC软件平台（例如MATLAB、Simplorer、SABER、或C/C++等）开发的模拟程序，即纯数字式仿真。
但现有技术存在如下缺陷：由于现代交流传动系统都采用数字牵引控制器，因此现代交流传动系统的动态和稳态性能依赖牵引控制仿真控制软件和牵引控制器之间通信的性能，而现有技术中的牵引控制纯数字式仿真无法满足现代交流传动系统动态和稳态性能研究的需要。
发明内容
本发明提供一种牵引控制半实物仿真系统，用以解决现有技术中存在的牵引控制纯数字式仿真无法满足现代交流传动系统动态和稳态性能研究的需要的问题。
本发明提供了一种牵引控制半实物仿真系统，包括：上位机、仿真器、转换器和牵引控制器，其中：
所述上位机分别与所述仿真器和所述牵引控制器电连接，所述转换器分别与所述仿真器和所述牵引控制器电连接；
所述上位机，用于建立与所述牵引控制器对应的数学模型，以及输出控制信号；
所述仿真器，用于根据所述上位机输出的所述数学模型和所述转换器输出的反馈信号生成环境模拟信号；
所述转换器，用于将所述仿真器输出的所述环境模拟信号输入至所述牵引控制器，以及将所述牵引控制器输出的所述反馈信号输入至所述仿真器；
所述牵引控制器，用于根据所述上位机输出的所述控制信号和所述转换器输出的所述环境模拟信号生成所述反馈信号。
本发明提供的牵引控制半实物仿真系统，除仿真器为非实物外，其余器件全部为实物，采用此牵引控制半实物仿真系统，可以满足现代交流传动系统动态和稳态性能研究的需要。
附图说明
图1为本发明提供的牵引控制半实物仿真系统一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的牵引控制半实物仿真系统又一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例及附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明提供的牵引控制半实物仿真系统一个实施例的结构示意图。如图1所示，该牵引控制半实物仿真系统具体可以包括：上位机11、仿真器12、转换器13和牵引控制器14，其中：
上位机11分别与仿真器12和牵引控制器14电连接，转换器13分别与仿真器12和牵引控制器14电连接。
上位机11，用于建立与牵引控制器14对应的数学模型，以及输出控制信号。
仿真器12，用于根据上位机11输出的数学模型和转换器13输出的反馈信号生成环境模拟信号。
转换器13，用于将仿真器12输出的环境模拟信号输入至牵引控制器14，以及将牵引控制器14输出的反馈信号输入至仿真器12。
牵引控制器14，用于根据上位机11输出的控制信号和转换器13输出的环境模拟信号生成反馈信号。
具体的，上位机11可以通过数据传输速度为ms级的通信线缆分别与仿真器12和牵引控制器14电连接，转换器13可以通过数据传输速度为μs级的信号线分别与仿真器12和牵引控制器14电连接。
上位机11具体可以为PC机等，上位机11根据用户输入的指令建立与牵引控制器14对应的数学模型，并对建立的数学模型进行编码，生成目标代码，并将目标代码经上位机11的通信转换卡、通信线缆和仿真器12的通信接口下载至仿真器12，同时上位机11中的调试软件根据牵引控制器14需要的工况生成对应的控制信号，并将该控制信号（例如运行方向、给定牵引力等）经上位机11的通信转换头和通信线缆输入至牵引控制器14。
仿真器12运行上位机11输出的目标代码，并根据转换器13输出的反馈信号生成环境模拟信号，并将该环境模拟信号输入至转换器13。转换器13将该环境模拟信号输入至牵引控制器14。牵引控制器14根据转换器13输出的环境模拟信号和上位机11输出的控制信号生成反馈信号，并将该反馈信号输入至转换器13。转换器13将该反馈信号输入至仿真器12。
本实施例提供的牵引控制半实物仿真系统，除仿真器为非实物外，其余器件全部为实物，采用此牵引控制半实物仿真系统，可以满足现代交流传动系统动态和稳态性能研究的需要。
图2为本发明提供的牵引控制半实物仿真系统又一个实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例在图1所示实施例的基础上进一步描述了转换器13的一种具体结构，转换器13具体可以包括：信号调理板21和断线测试箱22。
信号调理板21分别与仿真器12和断线测试箱22电连接，断线测试箱22与牵引控制器14电连接。
信号调理板21，用于对仿真器12输出的环境模拟信号进行格式转换，并将格式转换后的环境模拟信号输入至断线测试箱22；以及对断线测试箱22输出的反馈信号进行格式转换，并将格式转换后的反馈信号输入至仿真器12。
断线测试箱22，用于将格式转换后的环境模拟信号通过与格式转换后的环境模拟信号匹配的信道输入至牵引控制器14；以及将牵引控制器14输出的反馈信号通过与反馈信号匹配的信道输入至信号调理板21。
具体的，信号调理板21可以通过数据传输速度为μs级的信号线分别与仿真器12和断线测试箱22电连接，断线测试箱22还可以通过数据传输速度为μs级的信号线与牵引控制器14电连接。
信号调理板21对仿真器12输出的环境模拟信号进行格式转换，格式转换后的环境模拟信号的格式与牵引控制器14需要的信号的格式匹配。信号调理板21将格式转换后的环境模拟信号输入至断线测试箱22。断线测试箱22根据格式转换后的环境模拟信号的格式，即牵引控制器14需要的信号的格式，使用跳线连接相应的接线端子以选择与格式转换后的环境模拟信号匹配的信道将信号调理板21输出的格式转换后的环境模拟信号输入至牵引控制器14。
断线测试箱22还可以根据牵引控制器14输出的反馈信号的格式，使用跳线连接相应的接线端子以选择与反馈信号匹配的信道将牵引控制器14输出的反馈信号输入至信号调理板21。信号调理板21对断线测试箱22输出的反馈信号进行格式转换，格式转换后的反馈信号的格式与仿真器12需要的信号的格式匹配。信号调理板21将格式转换后的反馈信号输入至仿真器12。
本实施例提供的牵引控制半实物仿真系统，除仿真器为非实物外，其余器件全部为实物，采用此牵引控制半实物仿真系统，可以满足现代交流传动系统动态和稳态性能研究的需要。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种牵引控制半实物仿真系统，其特征在于，包括：上位机、仿真器、转换器和牵引控制器，其中：
所述上位机分别与所述仿真器和所述牵引控制器电连接，所述转换器分别与所述仿真器和所述牵引控制器电连接；
所述上位机，用于建立与所述牵引控制器对应的数学模型，以及输出控制信号；
所述仿真器，用于根据所述上位机输出的所述数学模型和所述转换器输出的反馈信号生成环境模拟信号；
所述转换器，用于将所述仿真器输出的所述环境模拟信号输入至所述牵引控制器，以及将所述牵引控制器输出的所述反馈信号输入至所述仿真器；
所述牵引控制器，用于根据所述上位机输出的所述控制信号和所述转换器输出的所述环境模拟信号生成所述反馈信号；
所述转换器包括：信号调理板和断线测试箱；
所述信号调理板分别与所述仿真器和所述断线测试箱电连接，所述断线测试箱与所述牵引控制器电连接；
所述信号调理板，用于对所述仿真器输出的所述环境模拟信号进行格式转换，并将格式转换后的所述环境模拟信号输入至所述断线测试箱；以及对所述断线测试箱输出的所述反馈信号进行格式转换，并将格式转换后的所述反馈信号输入至所述仿真器；
所述断线测试箱，用于将所述格式转换后的所述环境模拟信号通过与所述格式转换后的所述环境模拟信号匹配的信道输入至所述牵引控制器；以及将所述牵引控制器输出的所述反馈信号通过与所述反馈信号匹配的信道输入至所述信号调理板。
2.根据权利要求1所述的牵引控制半实物仿真系统，其特征在于，所述上位机通过通信线缆分别与所述仿真器和所述牵引控制器电连接。
3.根据权利要求1或2所述的牵引控制半实物仿真系统，其特征在于，所述信号调理板通过信号线分别与所述仿真器和所述断线测试箱电连。
4.根据权利要求1或2所述的牵引控制半实物仿真系统，其特征在于，所述断线测试箱通过信号线分别与所述信号调理板和所述牵引控制器电连接。
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