CN112446086B - 磁悬浮列车的仿真方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮列车的仿真方法及装置，仿真方法包括：根据接收到的列车参数、线路参数及运行参数运行仿真计算，以获取施加力；根据接收到的供电参数中预设的转换规则将施加力转换为电气量；判断电气量是否满足供电参数中预设的电气量要求，若是，将施加力作为输入再次运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，若否，调整施加力，并且返回执行将施加力转换为电气量的步骤。本发明将运行系统、供电系统、控制方法一并作为仿真对象，有效地建立起磁悬浮线路供电、牵引、运行之间的耦合关系，形成了迭代计算、验证的仿真方式，从而极大地提升了仿真效率及仿真准确度。
Description
技术领域
本发明涉及仿真模拟技术领域，尤其涉及一种磁悬浮列车的仿真方法及装置。
背景技术
磁悬浮列车系统依靠电磁力替代传统轮轨实现车辆的支撑、导向和牵引功能。由于运行的磁悬浮列车和线路之间无机械接触或减少了机械接触，因此可以突破轮轨铁路中车轮与轨道之间和受电弓与接触网之间的约束关系，使磁悬浮列车相比轮轨列车具有更高的行驶速度、更舒适的乘车环境。
随着中国经济迅猛发展，交通压力日益加剧，高速磁悬浮列车系统作为新型的尖端交通系统，其优势已越来越被关注。
磁悬浮列车一般采取长定子直线电机驱动方式，其系统设计涉及到磁悬浮车辆、地面牵引供电、运行控制、线路轨道建设等多各学科专业领域，复杂程度极高，因此为系统设计带来了一定的困难。
针对磁悬浮线路设计，一般都只侧重于某一个功能点或子系统，对系统整体设计具有一定的局限性。
目前，在仿真计算配电系统时，一般以运行参数及线路参数作为仿真输入，思路与常规轨道交通(非磁悬浮)配电系统仿真思路基本一致。但是，由于磁悬浮系统与常规轨道交通系统存在较大的区别，目前的仿真方式无法较好地应用于磁悬浮列车的仿真中，导致降低仿真效率及仿真准确度。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中磁悬浮系统的仿真效率及仿真准确度低的缺陷，提供一种磁悬浮列车的仿真方法及装置。
本发明是通过下述技术方案来解决所述技术问题：
一种磁悬浮列车的仿真方法，包括：
根据接收到的列车参数、线路参数及运行参数运行仿真计算，以获取施加力；
根据接收到的供电参数中预设的转换规则将所述施加力转换为电气量；以及，
判断所述电气量是否满足所述供电参数中预设的电气量要求，若是，将所述施加力作为施加力运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，若否，调整所述施加力，并且返回执行将施加力转换为电气量的步骤。
可选地，获取施加力之后，所述仿真方法还包括：
根据预设的换步方式及与该换步方式对应的换步控制策略运行换步仿真计算，以对所述施加力进行调整，获取换步调整后的施加力。
可选地，所述换步方式包括两步法、三步法或蛙跳法。
可选地，所述运行信息包括施加力信息、加速度信息、速度信息、里程信息及目标参数曲线。
可选地，所述目标参数曲线包括以下曲线中的任意一种或多种，
车辆速度-里程曲线、车辆速度-时间曲线、车辆加速度-里程曲线、车辆加速度-时间曲线、牵引电制动力-里程曲线、牵引电制动力-时间曲线、全线路牵引变流器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、全线路牵引变流器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电压-时间曲线、全线路牵引变流器输入电流-里程曲线、全线路牵引变流器输入电流-时间曲线、全线路牵引变流器输入电压-里程曲线、全线路牵引变流器输入电压-时间曲线、全线路电机电流-里程曲线、全线路电机电流-时间曲线、全线路电机电压-里程曲线、全线路电机电压-时间曲线、全线路电机瞬时功率-里程、全线路电机瞬时功率-时间曲线、全线路牵引变压器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、全线路牵引变压器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变流器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变流器输出电压-里程曲线、单个牵引变流器输出电压-时间曲线、单个牵引变流器输入电流-里程曲线、单个牵引变流器输入电流-时间曲线、单个牵引变流器输入电压-里程曲线、单个牵引变流器输入电压-时间曲线、单个电机电流-里程曲线、单个电机电流-时间曲线、单个电机电压-里程曲线、单个电机电压-时间曲线、单个牵引变压器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变压器输出电压-里程曲线及单个牵引变流器输出电流-时间曲线。
可选地，所述调整施加力的步骤包括：
根据牵引供电系统的网络电压等级、馈电电缆载流量和/或定子电缆载流量来调整所述施加力。
可选地，所述施加力包括牵引力或制动力。
一种计算机可读介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令在由处理器执行时实现如上述的磁悬浮列车的仿真方法的步骤。
一种磁悬浮列车的仿真装置，包括处理器及与所述处理器通信连接的存储器；
所述处理器被配置为：根据接收到的列车参数、线路参数及运行参数运行仿真计算，以获取施加力；
根据接收到的供电参数中预设的转换规则将所述施加力转换为电气量；
判断所述电气量是否满足所述供电参数中预设的电气量要求，若是，将所述施加力作为施加力运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，若否，调整所述施加力，并且将调整后的施加力重新转换为电气量。
可选地，所述处理器还被配置为：通过仿真计算获取到所述施加力之后，根据预设的换步方式及与该换步方式对应的换步控制策略运行换步仿真计算，以对所述施加力进行调整，获取换步调整后的施加力。
可选地，所述换步方式包括两步法、三步法或蛙跳法。
可选地，所述运行信息包括施加力信息、加速度信息、速度信息、里程信息及目标参数曲线。
可选地，所述目标参数曲线包括以下曲线中的一种或多种，
车辆速度-里程曲线、车辆速度-时间曲线、车辆加速度-里程曲线、车辆加速度-时间曲线、牵引电制动力-里程曲线、牵引电制动力-时间曲线、全线路牵引变流器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、全线路牵引变流器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电压-时间曲线、全线路牵引变流器输入电流-里程曲线、全线路牵引变流器输入电流-时间曲线、全线路牵引变流器输入电压-里程曲线、全线路牵引变流器输入电压-时间曲线、全线路电机电流-里程曲线、全线路电机电流-时间曲线、全线路电机电压-里程曲线、全线路电机电压-时间曲线、全线路电机瞬时功率-里程、全线路电机瞬时功率-时间曲线、全线路牵引变压器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、全线路牵引变压器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变流器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变流器输出电压-里程曲线、单个牵引变流器输出电压-时间曲线、单个牵引变流器输入电流-里程曲线、单个牵引变流器输入电流-时间曲线、单个牵引变流器输入电压-里程曲线、单个牵引变流器输入电压-时间曲线、单个电机电流-里程曲线、单个电机电流-时间曲线、单个电机电压-里程曲线、单个电机电压-时间曲线、单个牵引变压器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变压器输出电压-里程曲线及单个牵引变流器输出电流-时间曲线。
可选地，所述处理器还被配置为：根据牵引供电系统的网络电压等级、馈电电缆载流量和/或定子电缆载流量来调整所述施加力。
可选地，所述施加力包括牵引力或制动力。
在符合本领域常识的基础上，所述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明提供的磁悬浮列车的仿真方法及装置，将运行系统、供电系统、控制方法一并作为仿真对象，有效地建立起磁悬浮线路供电、牵引、运行之间的耦合关系，形成了迭代计算、验证的仿真方式，从而极大地提升了仿真效率及仿真准确度，为磁悬浮系统正向设计以及反向验证提供了强有力的支撑。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的所述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1为根据本发明一实施例的磁悬浮列车的仿真方法的流程示意图。
图2为根据本发明一实施例的磁悬浮列车仿真系统的架构示意图。
图3为根据本发明一实施例的磁悬浮列车仿真运行计算示意图。
图4为根据本发明一实施例的磁悬浮列车仿真换步模块示意图。
图5为根据本发明一实施例的电气参数限制计算的流程示意图。
图6为根据本发明一实施例的磁悬浮列车供电仿真计算示意图。
图7为根据本发明一实施例的磁悬浮列车仿真系统层次示意图。
图8为根据本发明一实施例的磁悬浮列车的仿真装置的结构示意图。
附图标记说明：
步骤 101；
步骤 102；
步骤 103；
步骤 104；
步骤 105；
步骤 106；
步骤 107；
处理器 1；
存储器 2。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。
在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
目前，在仿真计算配电系统时，一般以运行参数及线路参数作为仿真输入，思路与常规轨道交通(非磁悬浮)配电系统仿真思路基本一致。然而，由于磁悬浮系统在切换定子段时，因换步策略、换步控制方式的不同会影响车辆的受力分析，从而影响电参数的计算，而现有的仿真方式均未考虑过这些因素。
因此，随着磁悬浮列车线路设计对系统仿真的需求越来越迫切，如何有效地将运行、供电、控制方法一并作为仿真对象，更为真实的仿真实际工况，指导设计过程、验证设计结果是十分必要的。
本实施例提供一种磁悬浮列车的仿真方法，主要应用于磁悬浮列车线路设计及验证，上述仿真方法极大地提升了仿真效率及仿真准确度，为磁悬浮系统正向设计以及反向验证提供了强有力的支撑。
在本实施例中，上述仿真方法主要包括以下步骤：根据接收到的列车参数、线路参数及运行参数运行仿真计算，以获取施加力；根据接收到的供电参数中预设的转换规则将上述施加力转换为电气量；以及，判断上述电气量是否满足上述供电参数中预设的电气量要求，若是，将上述施加力作为施加力运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，若否，调整上述施加力，并且返回执行将施加力转换为电气量的步骤。
作为一实施例，具体地，如图1所示，上述仿真方法包括以下步骤：
步骤101、参数输入。
在本实施例中，参考图2所示，磁悬浮列车仿真系统主要目的是针对列车(编组、载荷条件等)、线路(坡度、曲率、站点、定子段配置等)、换步方式(两步法、三步法、蛙跳法等)、供电(单端或双端供电、供电区间长度、供电设备参数等)等参数配置，考虑实际运行(速度、加速度、冲击率等约束)以及供电条件(电机电压电流、供电容量限值等)相关约束，通过仿真迭代计算设计、优化、验证线路定子段铺设、供电站布置是否合理，得出合理的列车运动学数据(包括速度、加速度、牵引力等)，以及各定子和变电所牵引模块的电压、电流、容量、合理的换步策略等，为检验牵引供电及线路设计的合理性及其优化提供依据。
在本步骤中，磁悬浮列车仿真系统的参数输入模块获取用于仿真的初始化参数。
即，设计者通过系统界面输入各类参数，主要包括但并不仅限于列车参数、线路参数、运行参数、供电参数、预设的换步方式及与该换步方式对应的换步控制策略等，可根据实际仿真需求进行相应的选择及调整。
步骤102、运行计算。
在本步骤中，根据参数输入模块接收到的各类参数，主要为列车参数、线路参数、部分供电参数及运行参数等，运行仿真计算，以获取施加力、速度、加速度等。
参考图3所示，磁悬浮列车仿真系统的运行模块主要用于根据线路参数、列车参数、供电参数、运行参数等，对磁悬浮列车运行曲线进行规划，同时，通过实时跟踪规划曲线，验证参数是否合理。
在本实施例中，施加力包括牵引力或制动力，可根据实际仿真工况进行相应的选择。
步骤103、换步控制。
在本步骤中，根据预设的换步方式及与该换步方式对应的换步控制策略运行换步仿真计算，以对上述施加力进行调整，获取换步调整后的施加力。
参考图4所示，磁悬浮列车仿真系统的换步模块根据仿真设计输入的换步方式和给定牵引力，计算相应换步方式工况下，磁悬浮列车的实际的牵引力，以实现对换步控制策略的仿真设计与验证。
在本实施例中，上述换步方式包括两步法、三步法或蛙跳法，但并不具体限定上述换步方式，可根据实际仿真需求进行相应的选择及调整。
步骤104、供电计算。
在本步骤中，根据供电参数中预设的转换规则将调整后的上述施加力转换为电气量，即结合供电系统设计进行力/电参数转换。
参考图6所示，磁悬浮列车仿真系统的供电仿真计算模块根据单端或双端供电方式不同，定子段可由某个变电所单独供电，也可以由前后两个变电所共同供电。有效地仿真磁悬浮线路牵引变电所的供电方式工作状态以及响应，为变电所的布局以及容量的选取提供设计参考与验证。
步骤105、判断是否满足电器要求，若是，经过执行步骤102之后执行步骤107，若否，执行步骤106。
在本步骤中，根据设计需求，判断计算出的上述电气量是否满足上述供电参数中预设的电气量要求，若是，可以确认当前上述施加力为期望施加力，并且将上述施加力作为输入运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，即经过执行步骤102之后执行步骤107，若否，执行步骤106。
在本实施例中，输入的施加力有可能不满足要求，因此需要修正，再做力/电转换。只有满足电气要求，才能说明前面换步计算得出的力是合理的。此时，可以直接输出满足要求的电气量，但需要将满足要求牵引制动力返回运行计算模块再次计算加速度、速度等参数，此时的加速度、速度等参数才是较为合理的。
步骤106、施加力限制。
在本步骤中，对当前施加力进行修正，以获取期望施加力，修正后返回执行步骤104，并再次进行验证。
具体地，修正的基本流程参考图5所示，磁悬浮列车仿真系统的电气参数限制模块根据牵引供电系统网络电压等级、馈电电缆载流量、定子电缆的载流量等供电参数的约束，对换步输出后的牵引/制动力进行修正。但判断电气量是否超过限制时，并不仅限于判断电压或电流，也可以为其他参数，可根据实际仿真需求进行相应的选择及调整。
步骤107、输出参数。执行步骤107之后，结束流程。
在本步骤中，输出满足电气要求的磁悬浮列车的运行信息。
在本实施例中，上述运行信息包括施加力信息、加速度信息、速度信息、里程信息及目标参数曲线，但并不具体限定上述运行信息的类型，可根据实际仿真需求进行相应的选择及调整。
参考图7所示，磁悬浮列车仿真系统层分为底层仿真程序与仿真信息显示界面。通过仿真输出界面可直观地得出仿真结果。
在本实施例中，从仿真输出界面输出目标参数曲线，上述目标参数曲线主要包括但并不仅限于以下曲线中的任意一种或多种：
1)车辆速度-里程曲线、车辆速度-时间曲线；
2)车辆加速度-里程曲线、车辆加速度-时间曲线；
3)牵引电制动力-里程曲线、牵引电制动力-时间曲线；
4)全线路牵引变流器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线；
5)全线路牵引变流器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电压-时间曲线；
6)全线路牵引变流器输入电流-里程曲线、全线路牵引变流器输入电流-时间曲线；
7)全线路牵引变流器输入电压-里程曲线、全线路牵引变流器输入电压-时间曲线；
8)全线路电机(定子段)电流-里程曲线、全线路电机(定子段)电流-时间曲线；
9)全线路电机(定子段)电压-里程曲线、全线路电机(定子段)电压-时间曲线；
10)全线路电机(定子段)瞬时功率-里程、全线路电机(定子段)瞬时功率-时间曲线；
11)全线路牵引变压器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线；
12)全线路牵引变压器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线；
13)单个牵引变流器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线；
14)单个牵引变流器输出电压-里程曲线、单个牵引变流器输出电压-时间曲线；
15)单个牵引变流器输入电流-里程曲线、单个牵引变流器输入电流-时间曲线；
16)单个牵引变流器输入电压-里程曲线、单个牵引变流器输入电压-时间曲线；
17)单个电机(定子段)电流-里程曲线、单个电机(定子段)电流-时间曲线；
18)单个电机(定子段)电压-里程曲线、单个电机(定子段)电压-时间曲线；
19)单个牵引变压器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线；
20)单个牵引变压器输出电压-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线。
在本实施例中，直至经力/电转换后的电气量满足设计需求，从而结束对施加力的修正，输出满足设计要求的力及电气量参数。
由整个仿真方法的流程可以看出，本实施例提供的仿真方法是一个迭代计算和修正的仿真过程。
本实施例提供的磁悬浮列车的仿真方法，将运行系统、供电系统、控制方法一并作为仿真对象，有效地建立起磁悬浮线路供电、牵引、运行之间的耦合关系，形成了迭代计算、验证的仿真方式，从而极大地提升了仿真效率及仿真准确度，为磁悬浮系统正向设计以及反向验证提供了强有力的支撑。
本实施例可结合线路条件、供电约束、控制策略的选取，合理的设计及验证供电配置、关键部件参数选取，以及实现磁悬浮列车的运行曲线目标。
本实施例为磁悬浮线路换步控制策略的研究提供了仿真平台。即，可针对同一换步方式，分析比较其不同的控制策略的差异性，同时也可仿真分析不同换步方式(如两步法、三步法、蛙跳法)之间的差异以及对整个系统的影响。
本实施例还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机指令，上述计算机指令在由处理器执行时实现如上述的磁悬浮列车的仿真方法的步骤。
本实施例还提供一种磁悬浮列车的仿真装置，主要应用于磁悬浮列车线路设计及验证，上述仿真装置利用如上述的仿真方法。
如图8所示，上述仿真装置包括处理器1及与处理器1通信连接的存储器2，存储器2被配置为存储处理器1所执行的程序及数据。
在本实施例中，处理器1被配置为：根据接收到的列车参数、线路参数及运行参数运行仿真计算，以获取施加力；根据接收到的供电参数中预设的转换规则将上述施加力转换为电气量；判断上述电气量是否满足上述供电参数中预设的电气量要求，若是，将上述施加力作为输入运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，若否，调整上述施加力，并且将调整后的施加力重新转换为电气量。
作为一实施例，具体地，处理器1被配置为获取用于仿真的初始化参数。
即，设计者通过系统界面输入各类参数，主要包括但并不仅限于列车参数、线路参数、运行参数、供电参数、预设的换步方式及与该换步方式对应的换步控制策略等，可根据实际仿真需求进行相应的选择及调整。
处理器1还被配置为：根据接收到的各类参数，主要为列车参数、线路参数、部分供电参数及运行参数等，运行仿真计算，以获取施加力、速度、加速度等。
在本实施例中，施加力包括牵引力或制动力，可根据实际仿真工况进行相应的选择。
处理器1还被配置为：根据预设的换步方式及与该换步方式对应的换步控制策略运行换步仿真计算，以对上述施加力进行调整，获取换步调整后的施加力。
在本实施例中，上述换步方式包括两步法、三步法或蛙跳法，但并不具体限定上述换步方式，可根据实际仿真需求进行相应的选择及调整。
处理器1还被配置为：根据供电参数中预设的转换规则将调整后的上述施加力转换为电气量，即结合供电系统设计进行力/电参数转换。
处理器1还被配置为：根据设计需求，判断计算出的上述电气量是否满足上述供电参数中预设的电气量要求，若是，可以确认当前上述施加力为期望施加力，并且将上述施加力作为施加力运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，若否，调整上述施加力，并且将调整后的施加力重新转换为电气量。
在本实施例中，输入的施加力有可能不满足要求，因此需要修正，再做力/电转换。只有满足电气要求，才能说明前面换步计算得出的力是合理的。此时，可以直接输出满足要求的电气量，但需要将满足要求牵引制动力返回运行计算模块再次计算加速度、速度等参数，此时的加速度、速度等参数才是较为合理的。
处理器1还被配置为：对当前上述施加力进行修正，以获取期望施加力。
具体地，根据牵引供电系统网络电压等级、馈电电缆载流量、定子电缆的载流量等供电参数的约束，对换步输出后的牵引/制动力进行修正。
处理器1还被配置为：输出满足电气要求的磁悬浮列车的运行信息。
在本实施例中，上述运行信息包括施加力信息、加速度信息、速度信息、里程信息及目标参数曲线，但并不具体限定上述运行信息的类型，可根据实际仿真需求进行相应的选择及调整。
参考图7所示，磁悬浮列车仿真系统层分为底层仿真程序与仿真信息显示界面。通过仿真输出界面可直观地得出仿真结果。
在本实施例中，从仿真输出界面输出目标参数曲线，上述目标参数曲线主要包括但并不仅限于以下曲线中的任意一种或多种：
1)车辆速度-里程曲线、车辆速度-时间曲线；
2)车辆加速度-里程曲线、车辆加速度-时间曲线；
3)牵引电制动力-里程曲线、牵引电制动力-时间曲线；
4)全线路牵引变流器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线；
5)全线路牵引变流器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电压-时间曲线；
6)全线路牵引变流器输入电流-里程曲线、全线路牵引变流器输入电流-时间曲线；
7)全线路牵引变流器输入电压-里程曲线、全线路牵引变流器输入电压-时间曲线；
8)全线路电机(定子段)电流-里程曲线、全线路电机(定子段)电流-时间曲线；
9)全线路电机(定子段)电压-里程曲线、全线路电机(定子段)电压-时间曲线；
10)全线路电机(定子段)瞬时功率-里程、全线路电机(定子段)瞬时功率-时间曲线；
11)全线路牵引变压器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线；
12)全线路牵引变压器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线；
13)单个牵引变流器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线；
14)单个牵引变流器输出电压-里程曲线、单个牵引变流器输出电压-时间曲线；
15)单个牵引变流器输入电流-里程曲线、单个牵引变流器输入电流-时间曲线；
16)单个牵引变流器输入电压-里程曲线、单个牵引变流器输入电压-时间曲线；
17)单个电机(定子段)电流-里程曲线、单个电机(定子段)电流-时间曲线；
18)单个电机(定子段)电压-里程曲线、单个电机(定子段)电压-时间曲线；
19)单个牵引变压器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线；
20)单个牵引变压器输出电压-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线。
在本实施例中，直至经力/电转换后的电气量满足设计需求，从而结束对施加力的修正，输出满足设计要求的力及电气量参数。
本实施例提供的磁悬浮列车的仿真装置，将运行系统、供电系统、控制方法一并作为仿真对象，有效地建立起磁悬浮线路供电、牵引、运行之间的耦合关系，形成了迭代计算、验证的仿真方式，从而极大地提升了仿真效率及仿真准确度，为磁悬浮系统正向设计以及反向验证提供了强有力的支撑。
本实施例可结合线路条件、供电约束、控制策略的选取，合理的设计及验证供电配置、关键部件参数选取，以及实现磁悬浮列车的运行曲线目标。
本实施例为磁悬浮线路换步控制策略的研究提供了仿真平台。即，可针对同一换步方式，分析比较其不同的控制策略的差异性，同时也可仿真分析不同换步方式(如两步法、三步法、蛙跳法)之间的差异以及对整个系统的影响。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
尽管为使解释简单化将所述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (7)
1.一种磁悬浮列车的仿真方法，其特征在于，包括：
根据接收到的列车参数、线路参数及运行参数运行仿真计算，以获取施加力；
根据预设的换步方式及与该换步方式对应的换步控制策略运行换步仿真计算，以对所述施加力进行调整，获取换步调整后的施加力，所述换步方式包括两步法、三步法或蛙跳法；
根据接收到的供电参数中预设的转换规则将所述施加力转换为电气量；以及，
判断所述电气量是否满足所述供电参数中预设的电气量要求，若是，将所述施加力作为输入运行仿真计算，以输出磁悬浮列车的运行信息，若否，调整所述施加力，并且返回执行将施加力转换为电气量的步骤。
2.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述运行信息包括施加力信息、加速度信息、速度信息、里程信息及目标参数曲线。
3.如权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述目标参数曲线包括以下曲线中的任意一种或多种，
车辆速度-里程曲线、车辆速度-时间曲线、车辆加速度-里程曲线、车辆加速度-时间曲线、牵引电制动力-里程曲线、牵引电制动力-时间曲线、全线路牵引变流器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、全线路牵引变流器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电压-时间曲线、全线路牵引变流器输入电流-里程曲线、全线路牵引变流器输入电流-时间曲线、全线路牵引变流器输入电压-里程曲线、全线路牵引变流器输入电压-时间曲线、全线路电机电流-里程曲线、全线路电机电流-时间曲线、全线路电机电压-里程曲线、全线路电机电压-时间曲线、全线路电机瞬时功率-里程、全线路电机瞬时功率-时间曲线、全线路牵引变压器输出电流-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、全线路牵引变压器输出电压-里程曲线、全线路牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变流器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变流器输出电压-里程曲线、单个牵引变流器输出电压-时间曲线、单个牵引变流器输入电流-里程曲线、单个牵引变流器输入电流-时间曲线、单个牵引变流器输入电压-里程曲线、单个牵引变流器输入电压-时间曲线、单个电机电流-里程曲线、单个电机电流-时间曲线、单个电机电压-里程曲线、单个电机电压-时间曲线、单个牵引变压器输出电流-里程曲线、单个牵引变流器输出电流-时间曲线、单个牵引变压器输出电压-里程曲线及单个牵引变流器输出电流-时间曲线。
4.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述调整施加力的步骤包括：
根据牵引供电系统的网络电压等级、馈电电缆载流量和/或定子电缆载流量来调整所述施加力。
5.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述施加力包括牵引力或制动力。
6.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述计算机指令在由处理器执行时实现如权利要求1～5中任意一项所述的磁悬浮列车的仿真方法的步骤。
7.一种磁悬浮列车的仿真装置，其特征在于，包括处理器及与所述处理器通信连接的存储器；
所述处理器被配置用于执行如权利要求1～5中任一项所描述的磁悬浮列车的仿真方法的步骤。
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| 中低速磁悬浮列车牵引供电仿真软件的设计;李璐;张红梅;吴峻;;计算机仿真(第09期);全文 * |
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