CN116339169A - 一种ptmu控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法 - Google Patents
一种ptmu控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116339169A CN116339169A CN202211702866.8A CN202211702866A CN116339169A CN 116339169 A CN116339169 A CN 116339169A CN 202211702866 A CN202211702866 A CN 202211702866A CN 116339169 A CN116339169 A CN 116339169A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- simulation
- module
- real
- controller
- model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 375
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 238000012795 verification Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 64
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 55
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
本发明公开一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法，实时模型仿真模块、信号调理模块、控制器仿真模块和综合管理模块之间形成PTMU控制系统的闭环仿真控制流，综合管理模块通过采集仿真过程中实时模型仿真模块和控制器仿真模块的运行模拟验证数据，从而通过观察实时模型仿真模块中核心机模型的重要状态参数，实时监测仿真试验的控制品质和容错性能。本发明实施例解决了目前针对PTMU控制系统的半物理仿真测试，由于需要借助一些特定的仿真设备进行模型的实时优化，并且需要额外的调试，从而导致人力成本、经济成本较大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及但不限于仿真测试技术领域，具体涉及一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法。
背景技术
能量综合管理装置(PTMU)的成功运转与性能达标很大程度上依赖于控制系统，控制系统中的控制器在装用系统之前必须进行自身的静态与动态试验才能取得与控制系统与PTMU装置之间的良好匹配。
半物理仿真技术作为一门先进的动态仿真技术，综合了纯物理仿真与数字仿真的优点，能够极大的缩减控制器研发过程中的设计成本、缩短开发周期、降低实物台架试验的风险，同时可以提高仿真试验的可重复性与试验效率。
然而，目前针对PTMU的半物理仿真测试通常需要借助一些特定的仿真设备进行模型的实时优化，而且需要额外的调试，人力成本、经济成本太大。
发明内容
本发明的目的：本发明实施例提供一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法，以解决目前针对PTMU控制系统的半物理仿真测试，由于需要借助一些特定的仿真设备进行模型的实时优化，并且需要额外的调试，从而导致人力成本、经济成本较大的问题。
本发明的技术方案：本发明实施例提供一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，包括：实时模型仿真模块1、信号调理模块2、控制器仿真模块3、综合管理模块4；
其中，所述信号调理模块2分别与实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3连接，综合管理模块4分别与实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3连接，形成以实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3作为下位机，综合管理模块4作为上位机的闭环仿真回路；
所述综合管理模块4，用于向实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3发送配置信号，以对实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3进行参数配置；
所述实时模型仿真模块1，用于模拟PTMU核心机、执行机构和传感器的真实状态，并向信号调理模块2传输传感器状态信号，向综合管理模块4传输核心机状参数；
所述控制器仿真模块3用于向信号调理模块2和综合管理模块4传输控制指令信号；综合管理模块4，还用于接收所述实时模型仿真模块1传输的核心机状态参数和控制器仿真模块3传输的控制指令信号；
所述信号调理模块2，用于将实时模型仿真模块1传输的传感器状态信号和控制器仿真模块3传输的控制指令信号进行调理，并向控制器仿真模块3输出传感器状态信号，向实时模型仿真模块1输出控制指令信号。
所述控制器仿真模块3，用于基于综合管理模块4对其执行的参数配置，以及接收到的传感器状态信号对PTMU控制系统的控制器进行实时仿真；所述实时仿真包括控制器中控制律的仿真和控制器实物的硬件仿真。
可选地，如上所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台中，
所述实时模型仿真模块1包括：核心机模型11、执行机构模型12和传感器模型13；所述各模型间通过共享变量直接传递状态参数，核心机模型11的状态参数通过以太网传递至综合管理模块4；
所述实时模型仿真模块1中，执行机构模型12的状态参数传递给核心机模型11，通过计算得到的核心机模型11的各参数传递给传感器模型13，得到传感器状态信号后发送至信号调理模块2。
可选地，如上所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台中，
所述信号调理模块2包括：分别与控制器仿真模块3连接的传感信号调理单元21和指令信号调理单元22；
所述信号调理模块2，用于通过传感信号调理单元21具体接收实时模型仿真模块1发送的传感器状态信号，并经信号调理后向控制器仿真模块3发送调理后的传感器状态信号。
可选地，如上所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台中，
所述控制器仿真模块3，具体用于基于接收到的传感器状态信号和已配置的参数，具体向令信号调理单元22发送控制指令信号，并同时将控制指令信号反馈至综合管理模块4，控制指令信号经令信号调理单元22的调理后发送至执行机构模型12执行相应的指令操作；
所述实时模型仿真模块1中的执行机构模型12执行指令操作后，向核心机模型11传输开关量和模拟量，核心机模型11向传感器模型13传递当前的传感器状态信号，同时向综合管理模块4反馈当前的传感器状态信号，传感器模型13向传感信号调理单元21继续传递需要调理的信号，进行整个信号流的闭环运行。
可选地，如上所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台中，
所述综合管理模块4，通过接收核心机模型11反馈的当前状态信号和控制器仿真模块3反馈的控制指令信号，在仿真过程中实时进行状态数据显示和指令信号显示，并进行数据存储以获得仿真验证结果。
本发明实施例还提供一种PTMU控制系统的半物理仿真验证方法，采用如上述任一项所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台执行所述半物理仿真验证方法，包括：
步骤1，启动半物理仿真测试平台，通过综合管理模块4选择仿真模式，选择进行全数字仿真模式、RCP验证仿真模式或者HIL验证仿真模式；
步骤2，进入仿真模式之后，通过综合管理模块4对所述实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3进行配置；
步骤3，运行仿真试验，实时模型仿真模块1、信号调理模块2、控制器仿真模块3和综合管理模块4之间形成PTMU控制系统的闭环仿真控制流，综合管理模块4通过采集仿真过程中实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3的运行模拟验证数据，从而通过观察实时模型仿真模块1中核心机模型的重要状态参数，实时监测仿真试验的控制品质和容错性能，并对仿真试验进行评估、警告和记录，以及存储仿真试验数据。
可选地，如上所述的PTMU控制系统的半物理仿真验证方法中，
所述步骤1中选择进行全数字仿真模式，则直接采用半物理仿真测试平台中的控制器仿真模块3执行仿真试验；
所述步骤1中选择进行HIL验证仿真模式，则将控制器仿真模块3替换为PTMU控制系统的控制器实物执行仿真试验；
所述步骤1中选择进行RCP验证仿真模式，则将实时模型仿真模块1中的执行机构12替换为执行机构实物执行仿真试验。
可选地，如上所述的PTMU控制系统的半物理仿真验证方法中，
所述步骤2中的配置包括：
对实时模型仿真模块1的具体配置包括：高度、温度等环境参量；
对控制器仿真模块3的具体配置包括：高度、温度等环境参量，全包线飞行模式。
可选地，如上所述的PTMU控制系统的半物理仿真验证方法中，
所述步骤3中综合管理模块4所采集的数据包括：从核心机模型11中采集核心机中轴的转速、动力涡轮排气温度、燃油量、压气机喘振裕度、阀后压力、负载；从控制器仿真模块3中采集控制器的阀门控制信号和燃油供给信号。
本发明的有益效果：本发明实施例提供一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法，通过运行半仿真试验平台，实时模型仿真模块1、信号调理模块2、控制器仿真模块3之间形成PTMU控制系统的闭环仿真控制流，综合管理模块4通过采集仿真过程中实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3的运行模拟验证数据，从而通过观察实时模型仿真模块1中核心机模型的重要状态参数，实时监测仿真试验的控制品质和容错性能。其中，对平台中的控制器仿真模块3进行仿真，即为对PTMU控制系统的控制器的控制律进行软件仿真，即为全数字仿真模式；通过将控制器仿真模块3替换为控制器实物，即为对PTMU控制系统的控制器进行硬件仿真，即为HIL验证仿真模式。本发明实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
1、该半物理仿真测试平台，同时兼容快速控制原型验证系统和硬件在回路系统，可实现两类不同的半物理仿真验证，经济成本低，测试工程师可进行现场调试，不需聘请外部人员专门调试，减少了人力成本，缩短了测试时间；
2、通过综合管理模块对各模块的参数配置，可实现多种工况复杂环境的全包线实时动态仿真和半物理仿真验证，置信度高，对控制系统的研制具有重要的指导意义。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台的结构示意图；
图2为图1所示实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台中各部件的信号关系示意图。
附图标记说明：
1-实时模型仿真模块、2-信号调理模块、3-控制器仿真模块、4-综合管理模块、11-核心机模型、12-执行机构模型、13-传感器模型、21-传感信号调理单元、22-指令信号调理单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
上述背景技术中已经说明，PTMU控制系统中的控制器在装用系统之前必须进行自身的静态与动态试验才能取得与控制系统与PTMU装置之间的良好匹配。
PTMU的实时仿真是对机电系统机械能、电能、液压能、气压能、热能等不同形式能量进行调度控制与综合管理的仿真过程，在建立了系统仿真模型后，可以通过半物理仿真验证技术将控制系统的控制器快速原型或控制器实物接入控制系统模型仿真回路中，然后在实时仿真环境下通过控制器在回路仿真实现控制系统的软硬件联合调试，对整个控制系统的控制规律研究、参数标定和优化、故障诊断、性能评价等方面提供试验条件和评估环境，验证软硬件接口匹配性和总线/非总线信号流向的正确性，考核控制系统的信号流向、信号时序和信号逻辑，对控制系统进行集成验证。
然而，目前针对PTMU控制系统的半物理仿真测试，由于需要借助一些特定的仿真设备进行模型的实时优化，并且需要额外的调试，从而导致人力成本、经济成本较大的问题。
针对现有PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法存在的上述各种问题，本发明实施例提出一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法，采用该方法可以缩短控制系统中控制器的测试周期，降低经济成本，减少额外的人力成本。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台的结构示意图；图2为图1所示实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台中各部件的信号关系示意图。
参见图1和图2所示，本发明实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台中包括：实时模型仿真模块1、信号调理模块2、控制器仿真模块3、综合管理模块4。
如图1所示各模块间的连接关系，信号调理模块2分别与实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3连接，综合管理模块4分别与实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3连接，形成以实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3作为下位机，综合管理模块4作为上位机的闭环仿真回路。
本发明实施例中的综合管理模块4用于向实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3发送配置信号，以对实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3进行参数配置。
本发明实施例中的实时模型仿真模块1用于模拟PTMU核心机、执行机构和传感器的真实状态，并向信号调理模块2传输传感器状态信号，向综合管理模块4传输核心机状参数。另外，控制器仿真模块3用于向信号调理模块2和综合管理模块4传送控制指令信号。相应的，综合管理模块4，还用于接收所述实时模型仿真模块1中的核心机状态参数和控制器仿真模块3的控制指令信号。
该实时模型仿真模块1中配有RS422板卡，支持离散量输入输出、模拟量输入输出、PWM信号的产生和采集串口，并且内嵌有某能量综合管理装置的核心机模型、执行机构模型和传感器模型，这些模型均为非线性实时模型，精确度更高。
本发明实施例中的信号调理模块2，用于将实时模型仿真模块1传输的传感器状态信号和控制器仿真模块3传输的控制指令信号进行调理，并输出相应模块可识别的传感器状态信号和控制指令信号，经调理向控制器仿真模块3输出传感器状态信号，向实时模型仿真模块1输出控制指令信号。
本发明实施例中的控制器仿真模块3，用于基于综合管理模块4对其执行的参数配置，以及接收到的传感器状态信号对PTMU控制系统的控制器进行实时仿真；
需要说明的是，该控制器仿真模块所进行的实时仿真包括：控制器中控制律的仿真和控制器实物的硬件仿真。另外，该控制器仿真模块3中配有RS422板卡，同样支持离散量输入输出、模拟量输入输出、PWM信号的产生和采集串口。
在本发明实施例的一种实现方式中，如图2所示，实时模型仿真模块1通过在LABVIEW软件中建模形成该实时模型仿真模块1，包括：核心机模型11、执行机构模型12和传感器模型13；所述各模型间通过共享变量直接传递状态参数，核心机模型11通过以太网与综合管理模块4通讯，即核心机模型11的状态参数通过以太网传递至综合管理模块4。
在实时模型仿真模块1中，执行机构模型12的状态参数传递给核心机模型11，计算得到的核心机模型11的各参数传递给传感器模型13，得到传感器状态信号，之后发送至2中的信号调理单元21。
在本发明实施例的一种实现方式中，如图2所示，信号调理模块2包括分别与控制器仿真模块3连接的传感信号调理单元21和指令信号调理单元22。该信号调理模块2用于通过传感信号调理单元21具体接收实时模型仿真模块1发送的传感器状态信号，并经信号调理后向控制器仿真模块3发送调理后的传感器状态信号。
该实现方式中，控制器仿真模块3基于接收到的传感器状态信号和已配置的参数，具体向令信号调理单元22发送控制指令信号，并同时将控制指令信号反馈至综合管理模块4，控制指令信号经令信号调理单元22的调理后发送至执行机构模型12执行相应的指令操作。
执行机构模型12执行指令操作后，向核心机模型11传输开关量阀门开关和模拟量燃油量、开度信号，核心机模型11向传感器模型13传递当前的传感器状态信号，同时向综合管理模块4反馈当前的传感器状态信号，传感器模型13向传感信号调理单元21继续传递需要调理的信号，进行整个信号流的闭环运行。
需要说明的是，本发明实施例中的控制器仿真模块3，通过在LABVIEW软件中进行建模形成该控制器仿真模块3，该模块3通过RS422板卡与综合管理模块4通讯。
另外，综合管理模块4为一综合管理平台，通过接收核心机模型11反馈的当前状态信号和控制器仿真模块3反馈的控制指令信号，在仿真过程中实时进行状态数据显示和指令信号显示，并进行数据存储以获得仿真验证结果。
采用本发明实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，对平台中的控制器仿真模块3进行仿真，即为对PTMU控制系统的控制器的控制律进行软件仿真，即为全数字仿真模式；通过将控制器仿真模块3替换为控制器实物，即为对PTMU控制系统的控制器进行硬件仿真，即为HIL验证仿真模式。
进一步地，采用半物理仿真测试平台，对平台中的控制器仿真模块3进行仿真，且将执行机构模型12替换为执行机构硬件，即为RCP验证仿真模式。
需要说明的是，本发明实施例中实时仿真模块1通过RS422板卡和以太网与综合管理模块4连接，同时通过硬线与信号调理模块2连接；实时模型仿真模块1和控制器仿真模块的实时操作系统为NI Linux RT实时操作系统。
基于本发明上述各实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，本发明实施例还提供一种PTMU控制系统的半物理仿真验证方法，采用本发明上述实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台执行该半物理仿真验证方法，包括：如下实施步骤：
步骤1，启动半物理仿真测试平台，通过综合管理模块4选择仿真模式，选择进行全数字仿真模式、RCP验证仿真模式或者HIL验证仿真模式；
步骤2，进入仿真模式之后，通过综合管理模块4对所述实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3进行配置；
步骤3，运行仿真试验，实时模型仿真模块1、信号调理模块2、控制器仿真模块3和综合管理模块4之间形成PTMU控制系统的闭环仿真控制流，综合管理模块4通过采集仿真过程中实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3的运行模拟验证数据，从而通过观察实时模型仿真模块1中核心机模型的重要状态参数，实时监测仿真试验的控制品质和容错性能，并对仿真试验进行评估、警告和记录，以及存储仿真试验数据。
本发明上述步骤1中，全数字仿真模式即为对PTMU控制系统的控制器的控制律进行软件仿真，RCP验证仿真模式即为对执行机构硬件进行仿真，HIL验证仿真模式即为对控制器硬件进行仿真。
相应的，当步骤1中选择进行全数字仿真模式，则直接采用半物理仿真测试平台中的控制器仿真模块3执行仿真试验；
当步骤1中选择进行HIL验证仿真模式，则将控制器仿真模块3替换为PTMU控制系统的控制器实物执行仿真试验；
当步骤1中选择进行RCP验证仿真模式，则将实时模型仿真模块1中的执行机构12替换为执行机构实物执行仿真试验。
本发明实施例的上述步骤2中的配置包括：高度、温度等环境参量，全包线飞行模式选择等。具体的，对实时模型仿真模块1的具体配置包括：高度、温度等环境参量；对控制器仿真模块3的具体配置包括：高度、温度等环境参量，全包线飞行模式(是否进入地面维护，作战、巡航时的目标高度、目标负载)。
本发明实施例的上述步骤3中综合管理模块4所采集的数据包括：从核心机模型11中采集核心机中轴的转速、动力涡轮排气温度、燃油量、压气机喘振裕度、阀后压力、负载等；从控制器仿真模块3中采集控制器的阀门控制信号和燃油供给信号等。
本发明实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法，通过运行半仿真试验平台，实时模型仿真模块1、信号调理模块2、控制器仿真模块3之间形成PTMU控制系统的闭环仿真控制流，综合管理模块4通过采集仿真过程中实时模型仿真模块1和控制器仿真模块3的运行模拟验证数据，从而通过观察实时模型仿真模块1中核心机模型的重要状态参数，实时监测仿真试验的控制品质和容错性能。其中，对平台中的控制器仿真模块3进行仿真，即为对PTMU控制系统的控制器的控制律进行软件仿真，即为全数字仿真模式；通过将控制器仿真模块3替换为控制器实物，即为对PTMU控制系统的控制器进行硬件仿真，即为HIL验证仿真模式。本发明实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
1、该半物理仿真测试平台，同时兼容快速控制原型验证系统和硬件在回路系统，可实现两类不同的半物理仿真验证，经济成本低，测试工程师可进行现场调试，不需聘请外部人员专门调试，减少了人力成本，缩短了测试时间；
2、通过综合管理模块对各模块的参数配置，可实现多种工况复杂环境的全包线实时动态仿真和半物理仿真验证，置信度高，对控制系统的研制具有重要的指导意义。
以下通过一个实施示例对本发明实施例提供的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法的具体实施方式进行示意性说明。
本发明实施例中的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台依托于实时仿真模型对多种工况复杂环境的全包线实时动态仿真和半物理仿真验证，实现快速控制原型和硬件在回路仿真，最大限度模拟极端工况下控制系统的控制品质，验证控制规律的可行性，系统的稳定性及控制精度等。
实施示例1：
一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，由实时模型仿真模块1、信号调理模块2、控制器仿真模块3、综合管理模块4以上下位机的形式组成的完整闭环仿真回路。
通过综合管理模块4选择仿真模式，选择进行全数字仿真模式。PTMU核心机模型、执行机构模型、传感器模型、控制器模型通过综合管理平台进行模型部署与配置，配置完成之后启动运行，进行全数字仿真，观察仿真模型的功能性能特点，存储全数字仿真数据。
实施示例2：
一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，由实时模型仿真模块、信号调理模块、控制器仿真模块、综合管理模块以上下位机的形式组成的完整闭环仿真回路。
通过综合管理模块4选择仿真模式，选择进行RCP验证仿真模式，PTMU核心机模型、传感器模型、控制器模型通过PXI硬件设备与执行机构实物进行连接，与信号调理模块一起形成整个半物理仿真的完整回路。通过综合管理平台进行模型部署与配置，配置完成之后启动运行，进行RCP验证，观察接入执行机构实物之后，核心机的重要状态参数和控制系统的控制律的控制时序、控制精度、控制稳定性等控制品质，存储半物理仿真数据，与全数字仿真数据进行对比，验证控制系统的控制性能；
实施示例3：
一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，由实时模型仿真模块、信号调理模块、控制器仿真模块、综合管理模块以上下位机的形式组成的完整闭环仿真回路。
通过综合管理模块4选择仿真模式，选择进行HIL验证仿真模式，PTMU核心机模型、执行机构模型、传感器模型通过PXI硬件设备与控制器实物进行连接，与信号调理模块一起形成整个半物理仿真的完整回路。通过综合管理平台进行模型部署与配置，配置完成之后启动运行，进行HIL验证，观察接入控制器实物之后，观察核心机的重要状态参数，实时监测试验的控制品质，存储半物理仿真数据，与全数字仿真数据进行对比，验证控制系统的控制性能
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，其特征在于，包括：实时模型仿真模块(1)、信号调理模块(2)、控制器仿真模块(3)、综合管理模块(4)；
其中，所述信号调理模块(2)分别与实时模型仿真模块(1)和控制器仿真模块(3)连接，综合管理模块(4)分别与实时模型仿真模块(1)和控制器仿真模块(3)连接，形成以实时模型仿真模块(1)和控制器仿真模块(3)作为下位机，综合管理模块(4)作为上位机的闭环仿真回路；
所述综合管理模块(4)，用于向实时模型仿真模块(1)和控制器仿真模块(3)发送配置信号，以对实时模型仿真模块(1)和控制器仿真模块(3)进行参数配置；
所述实时模型仿真模块(1)，用于模拟PTMU核心机、执行机构和传感器的真实状态，并向信号调理模块(2)传输传感器状态信号，向综合管理模块(4)传输核心机状参数；
所述控制器仿真模块(3)用于向信号调理模块(2)和综合管理模块(4)传输控制指令信号；综合管理模块(4)，还用于接收所述实时模型仿真模块(1)传输的核心机状态参数和控制器仿真模块(3)传输的控制指令信号；
所述信号调理模块(2)，用于将实时模型仿真模块(1)传输的传感器状态信号和控制器仿真模块(3)传输的控制指令信号进行调理，并向控制器仿真模块(3)输出传感器状态信号，向实时模型仿真模块(1)输出控制指令信号。
所述控制器仿真模块(3)，用于基于综合管理模块(4)对其执行的参数配置，以及接收到的传感器状态信号对PTMU控制系统的控制器进行实时仿真；所述实时仿真包括控制器中控制律的仿真和控制器实物的硬件仿真。
2.根据权利要求1所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，其特征在于，
所述实时模型仿真模块(1)包括：核心机模型(11)、执行机构模型(12)和传感器模型(13)；所述各模型间通过共享变量直接传递状态参数，核心机模型(11)的状态参数通过以太网传递至综合管理模块(4)；
所述实时模型仿真模块1中，执行机构模型(12)的状态参数传递给核心机模型(11)，通过计算得到的核心机模型(11)的各参数传递给传感器模型(13)，得到传感器状态信号后发送至信号调理模块(2)。
3.根据权利要求2所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，其特征在于，
所述信号调理模块(2)包括：分别与控制器仿真模块(3)连接的传感信号调理单元(21)和指令信号调理单元(22)；
所述信号调理模块(2)，用于通过传感信号调理单元(21)具体接收实时模型仿真模块(1)发送的传感器状态信号，并经信号调理后向控制器仿真模块(3)发送调理后的传感器状态信号。
4.根据权利要求3所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，其特征在于，
所述控制器仿真模块(3)，具体用于基于接收到的传感器状态信号和已配置的参数，具体向令信号调理单元(22)发送控制指令信号，并同时将控制指令信号反馈至综合管理模块(4)，控制指令信号经令信号调理单元(22)的调理后发送至执行机构模型(12)执行相应的指令操作；
所述实时模型仿真模块(1)中的执行机构模型(12)执行指令操作后，向核心机模型(11)传输开关量和模拟量，核心机模型(11)向传感器模型(13)传递当前的传感器状态信号，同时向综合管理模块(4)反馈当前的传感器状态信号，传感器模型(13)向传感信号调理单元21继续传递需要调理的信号，进行整个信号流的闭环运行。
5.根据权利要求4所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台，其特征在于，
所述综合管理模块(4)，通过接收核心机模型(11)反馈的当前状态信号和控制器仿真模块(3)反馈的控制指令信号，在仿真过程中实时进行状态数据显示和指令信号显示，并进行数据存储以获得仿真验证结果。
6.一种PTMU控制系统的半物理仿真验证方法，其特征在于，采用如权利要求1～5中任一项所述的PTMU控制系统的半物理仿真测试平台执行所述半物理仿真验证方法，包括：
步骤1，启动半物理仿真测试平台，通过综合管理模块(4)选择仿真模式，选择进行全数字仿真模式、RCP验证仿真模式或者HIL验证仿真模式；
步骤2，进入仿真模式之后，通过综合管理模块4对所述实时模型仿真模块(1)和控制器仿真模块(3)进行配置；
步骤3，运行仿真试验，实时模型仿真模块(1)、信号调理模块(2)、控制器仿真模块(3)和综合管理模块(4)之间形成PTMU控制系统的闭环仿真控制流，综合管理模块(4)通过采集仿真过程中实时模型仿真模块(1)和控制器仿真模块(3)的运行模拟验证数据，从而通过观察实时模型仿真模块(1)中核心机模型的重要状态参数，实时监测仿真试验的控制品质和容错性能，并对仿真试验进行评估、警告和记录，以及存储仿真试验数据。
7.根据权利要求6所述的PTMU控制系统的半物理仿真验证方法，其特征在于，
所述步骤1中选择进行全数字仿真模式，则直接采用半物理仿真测试平台中的控制器仿真模块(3)执行仿真试验；
所述步骤1中选择进行HIL验证仿真模式，则将控制器仿真模块(3)替换为PTMU控制系统的控制器实物执行仿真试验；
所述步骤1中选择进行RCP验证仿真模式，则将实时模型仿真模块(1)中的执行机构(12)替换为执行机构实物执行仿真试验。
8.根据权利要求6所述的PTMU控制系统的半物理仿真验证方法，其特征在于，
所述步骤2中的配置包括：
对实时模型仿真模块(1)的具体配置包括：高度、温度等环境参量；
对控制器仿真模块(3)的具体配置包括：高度、温度等环境参量，全包线飞行模式。
9.根据权利要求6所述的PTMU控制系统的半物理仿真验证方法，其特征在于，
所述步骤3中综合管理模块(4)所采集的数据包括：从核心机模型(11)中采集核心机中轴的转速、动力涡轮排气温度、燃油量、压气机喘振裕度、阀后压力、负载；从控制器仿真模块(3)中采集控制器的阀门控制信号和燃油供给信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211702866.8A CN116339169A (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种ptmu控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211702866.8A CN116339169A (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种ptmu控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116339169A true CN116339169A (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=86891981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211702866.8A Pending CN116339169A (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种ptmu控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116339169A (zh) |
-
2022
- 2022-12-29 CN CN202211702866.8A patent/CN116339169A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112487668B (zh) | 一种基于数字孪生的近物理仿真集成调试方法及其系统 | |
| CN107885097B (zh) | 一种核电站模拟仪控系统dcs改造闭环验证系统及方法 | |
| CN108919778B (zh) | 电动汽车整车控制器测试装置 | |
| CN112859817A (zh) | 一种整车故障诊断测试系统 | |
| CN103970128A (zh) | 一种风电机组控制器在线实时仿真测试系统 | |
| CN109324601A (zh) | 基于硬件在环的机器人控制器或控制系统的测试平台 | |
| CN104635669B (zh) | 一种仪控系统验证方法 | |
| CN104460360A (zh) | 控制系统模拟系统和方法 | |
| CN107065837A (zh) | 仿真测试平台、自动仿真测试系统及测试方法 | |
| CN110879584A (zh) | 一种无人机用涡扇发动机综合仿真测试及故障注入平台 | |
| CN110884687A (zh) | 一种机电系统phm技术半物理实时仿真验证平台 | |
| CN103455024B (zh) | Ecu测试系统及方法 | |
| CN114995346A (zh) | 一种发动机电气诊断标定方法、装置、设备及介质 | |
| CN113985829B (zh) | 核电站分布式工业控制系统及其虚拟与实物切换控制方法 | |
| JP2004133650A (ja) | 制御用ロジックのシミュレーション検証方法及びシミュレーション検証用パソコン | |
| CN113011039B (zh) | 一种重型燃气轮机控制系统验证平台及验证方法 | |
| CN214096607U (zh) | 一种纯电动汽车三电系统集成测试试验台 | |
| CN118244739A (zh) | 一种无人机飞行控制器故障注入测试系统及方法 | |
| CN109870927A (zh) | 百万容量等级汽轮机岛控制逻辑验证平台 | |
| CN107942723B (zh) | 一种基于工业机器人的仿真测试方法 | |
| CN106250589B (zh) | 一种基于Labview模块化的CAN总线控制仿真系统设计方法 | |
| CN114486278A (zh) | 一种纯电动汽车三电系统集成测试试验方法及试验台 | |
| KR100934607B1 (ko) | 마이크로그리드 관리 시스템의 시험 장치 | |
| CN116339169A (zh) | 一种ptmu控制系统的半物理仿真测试平台和仿真验证方法 | |
| CN207965630U (zh) | 一种基于hil台架的fiu测试系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |