JPH0744779B2 - Simulation system - Google Patents
Simulation systemInfo
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- JPH0744779B2 JPH0744779B2 JP59142352A JP14235284A JPH0744779B2 JP H0744779 B2 JPH0744779 B2 JP H0744779B2 JP 59142352 A JP59142352 A JP 59142352A JP 14235284 A JP14235284 A JP 14235284A JP H0744779 B2 JPH0744779 B2 JP H0744779B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はシミユレーシヨン方式に係り、特に、大規模シ
ステム、生産システム、輸送機械、建築物、構造物、等
の第１の被シミユレーシヨン対象の特性を向上させる目
的をもつて別の機械・器具・装置等の機械装置を付加す
る場合に、少なくとも第１の被シミユレーシヨン対象を
模擬手段で代替したときに、該模擬手段と機械装置との
間で演算速度、応答速度等の時間特性に差があつてもシ
ミユレーシヨンできるシミユレーシヨン方式に関するも
のである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a simulation system, and more particularly, to a characteristic of a first simulated object, such as a large-scale system, a production system, a transportation machine, a building, a structure. In the case of adding another machine device such as a machine, instrument or device for the purpose of improving, when at least the first simulation target is replaced by the simulation means, the calculation is performed between the simulation means and the machine device. The present invention relates to a simulation system capable of simulation even if there are differences in time characteristics such as speed and response speed.
一般に、システムを制御したり、保護するための機械装
置を当該システムに組み込むに先立ち、システム側に与
える影響を検証する目的で、システム側を計算機等の模
擬装置で置き換えた模擬試験が普通行われている。しか
しながら、模擬試験を正確なものにしようとすると、模
擬装置を高精度にして大規模化せざるを得ず、高価にな
つてしまう欠点があつた。Generally, before incorporating a mechanical device for controlling or protecting a system into the system, a simulation test in which the system side is replaced with a simulation device such as a computer is usually performed in order to verify the influence on the system side. ing. However, if an attempt is made to make the simulation test accurate, there is a drawback that the simulation apparatus must be made highly accurate and large-scaled, and the cost becomes expensive.
例えば、50〔Hz〕で動作する送電線を、直列コイルと、
コンデンサとをもつて模擬しようとする際、コイル径を
細くすると抵抗が送電線にくらべて大きくなり模擬が正
確になされなくなる。このような場合には、模擬装置例
において、50〔Hz〕の交流に対して、例えば１〔kHz〕
の交流に置きかえてやることにより、コイルに必要な線
の長さが短くなつて、直列インダクタンスとそのインダ
クタンスを構成する線の抵抗との比が実物のものと等し
くしやすくなる。このように50〔Hz〕の交流を１〔kH
z〕の交流で置きかえるということは、実際の送電線で
１秒の現象を模擬装置側では1/20秒に短縮したことにな
る。すなわち、模擬装置側の時間軸を1/20に縮めたこと
になる。For example, a transmission line operating at 50 [Hz] with a series coil,
When trying to simulate with a capacitor, if the coil diameter is made smaller, the resistance becomes larger than that of the transmission line, and the simulation cannot be performed accurately. In such a case, for example, 1 [kHz] for an alternating current of 50 [Hz] in the simulation device example.
By replacing it with AC, the length of the wire required for the coil is shortened, and the ratio of the series inductance to the resistance of the wire forming the inductance can be easily made equal to that of the real thing. In this way, alternating current of 50 [Hz] is 1 [kH
Replacing with the alternating current [z] means that the phenomenon of 1 second on the actual transmission line was shortened to 1/20 seconds on the simulator side. In other words, the time axis on the simulator side has been shortened to 1/20.
また、高速に動作するシステムをデイジタル計算機上の
数学モデルで正確に模擬しようとすると、モデルの複雑
さが増し、演算速度も長くなるという問題が生じる。例
えば、実システムで１秒間の現象を前記数学モデルで正
確に模擬するためには、100秒も必要とすることがあ
る。この場合において、模擬装置側における100秒を実
時間の１秒と考えれば、模擬装置において時間軸を100
倍に拡大すれば演算速度が長くなるということもない。Further, when trying to accurately simulate a system operating at high speed with a mathematical model on a digital computer, there arises a problem that the complexity of the model increases and the operation speed also increases. For example, in an actual system, it may take 100 seconds to accurately simulate a 1 second phenomenon with the mathematical model. In this case, assuming that 100 seconds on the simulator side is 1 second of the real time, the time axis of the simulator is 100 seconds.
If it is doubled, the calculation speed does not become long.
以上のように模擬装置側において時間軸を縮めたり、拡
大することにより、模擬装置を小形化し、かつ低価格化
を図れることになる。As described above, by shortening or expanding the time axis on the simulator side, the simulator can be downsized and the price can be reduced.
ところが、システムに組み込もうとする機械装置は自由
に時間軸の交換はできないので、これと接続される従来
の模擬装置では時間軸を自由に変換することが困難であ
つた。However, since the mechanical device to be incorporated into the system cannot freely exchange the time axis, it is difficult for the conventional simulation device connected to the mechanical device to freely convert the time axis.
このため、従来の模擬装置は高価となつたり、逆に模擬
の正確さを犠牲にせざるを得ないという問題点があつ
た。Therefore, the conventional simulator has a problem that it is expensive and, on the contrary, the accuracy of the simulation must be sacrificed.
本発明の目的は、機械装置と、この装置を組み込んだシ
ステムの特性を模擬する場合に、システムを模擬試験す
る模擬装置における時間軸を自由に交換できると共に、
安価に高精度の模擬を行うことのできるシミユレーシヨ
ン方式を提供することにある。An object of the present invention is to freely exchange the time axis in a simulation device for simulating a system when simulating the characteristics of a mechanical device and a system incorporating this device.
It is to provide a simulation system that can perform a highly accurate simulation at low cost.
本発明は、二つの動的なシステムが結合されている場
合、両者の結合を表現する信号または情報の交換を瞬時
ごとにではなく、一定時間幅の波形の交換で行い、二つ
のシステムを交互に動作させ、第１のシステムの動作時
には第２のシステムの直前の動作時の出力波形を印加
し、第２のシステムの動作時には第１のシステムの直前
の動作時の出力波形を印加し、これをくり返すことで二
つのシステムの出力波形が各々ある波形に収束し、結果
的に二つのシステムを結合したシステムの忠実な動特性
が得られることを数値実験により確認し、この原理によ
り二つのシステムを結合した総合動特性を求めるのに、
両者間の信号または情報の伝達を波形記憶装置を介して
行い、二つのシステムの時間軸を自由に拡大または縮小
しても、波形記憶装置の記録速度と再生速度を各々のシ
ステムの時間軸に合わせて拡大または縮小し、一定の反
復操作をくり返し、どちらか一方の出力波形がある波形
に収束したとき、総合動特性が正しく得られるようにし
たものである。According to the present invention, when two dynamic systems are connected, the signals or information expressing the connection between the two dynamic systems are exchanged not instantaneously but by exchanging waveforms of a constant time width, and the two systems are alternated. The output waveform of the second system immediately before the operation is applied during the operation of the first system, and the output waveform of the immediately previous operation of the first system during the operation of the second system, By repeating this, it was confirmed by numerical experiments that the output waveforms of the two systems converge to a certain waveform, and as a result, the faithful dynamic characteristics of the system combining the two systems can be obtained. To find the total dynamics of two systems,
Signals and information are transmitted between them via the waveform storage device, and even if the time axes of the two systems are freely expanded or reduced, the recording speed and playback speed of the waveform storage device are set to the time axis of each system. The overall dynamic characteristic is correctly obtained when the output waveform of either one of them is enlarged or reduced and a certain repetitive operation is repeated to converge to a certain waveform.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明に系るシミユレーシヨン装置を示すブロ
ツク図である。この第１図は二つの被シミユレーシヨン
対象100,200を結合した総合動特性を得るための基本構
成を示したものである。図中実線は波形信号の経路を、
破線は制御信号の経路をそれぞれ示したものである。被
シミユレーシヨン対象100の時間軸をt,被シミユレーシ
ヨン対象200の時間軸をＴとすると、ｔとＴの間にはＴ
＝αｔ（ここで、αは定数である）の関係がある。これ
は被シミユレーシヨン対象100で１秒間の現象は、被シ
ミユレーシヨン対象200ではα秒に相当することを意味
している。600は監視制御装置であり、全装置の動きを
監視制御している。301,302は波形記録再生装置であ
り、波形記録再生装置301,302は入力された信号を記録
すると共に、記録された信号を再生して出力できる。40
1,402,501,502は波形信号交換器であり、これら波形信
号変換器401,402,501,502は波形信号の大きさ及び物理
量を変換し、被シミユレーシヨン対象100と波形記録再
生装置301,302,被シミユレーシヨン対象200と波形記録
再生装置301,302の相互間で波形信号を伝達可能とす
る。700は波形記録演算装置であり、この波形記録演算
装置700は後で述べるように各種波形を記憶し、類似度
を計算する。110,210は波形記憶装置であり、波形記憶
装置110,210は各々被シミユレーシヨン対象100,200の内
部波形を記憶する。FIG. 1 is a block diagram showing a simulation unit according to the present invention. This FIG. 1 shows a basic configuration for obtaining a total dynamic characteristic in which two simulated objects 100 and 200 are combined. The solid line in the figure indicates the path of the waveform signal,
The broken lines show the paths of the control signals. If the time axis of the simulated object 100 is t and the time axis of the simulated object 200 is T, then T is between T and T.
= Αt (where α is a constant). This means that the phenomenon of 1 second for the simulated object 100 corresponds to α seconds for the simulated object 200. 600 is a supervisory control device, which monitors and controls the movement of all devices. Reference numerals 301 and 302 denote waveform recording / reproducing apparatuses. The waveform recording / reproducing apparatuses 301 and 302 can record an input signal and reproduce and output the recorded signal. 40
1, 402, 501, 502 are waveform signal exchangers, these waveform signal converters 401, 402, 501, 502 convert the size and physical quantity of the waveform signal, mutual simulation target 100 and waveform recording / reproducing device 301, 302, mutual simulation target 200 and waveform recording / reproducing device 301, 302. Waveform signals can be transmitted between them. A waveform recording / calculating device 700 stores various waveforms and calculates the degree of similarity as described later. Reference numerals 110 and 210 are waveform storage devices, and the waveform storage devices 110 and 210 store the internal waveforms of the simulation target 100 and 200, respectively.
上述のように構成された装置は次のような二つのモード
よりなるくり返し動作をする。The device configured as described above operates repeatedly in the following two modes.
（ｉ）“くり返し1" 「動作モード１」 監視制御装置600は波形記録再生装置301を再生モードに
し、再生速度を第１の被シミユレーシヨン対象100の時
間軸に合わせ設定する。例えばα＝３のときは再生速度
は記録速度の３倍にする。監視制御装置600は波形記録
再生装置302を記録モードに設定し、波形記録演算装置7
00の入力を波形信号変換器402の出力側に切り換える。
次いで、監視制御装置600は被シミユレーシヨン対象10
0,波形記録装置110,波形記録再生装置301及び302,波形
記録演算装置700をスタートさせ、一定時間分（例えば
１秒）経過したら停止させる。波形記録再生装置301か
ら波形信号変換器401を介して第１の被シミユレーシヨ
ン対象100に加えられた波形をｇ（ｔ），第１の被シミ
ユレーシヨン対象100から波形信号変換器402を介して波
形記録再生装置302に記録された波形をｆ（ｔ）とす
る。(I) “Repeat 1” “Operation mode 1” The monitor control device 600 sets the waveform recording / reproducing device 301 to the reproducing mode, and sets the reproducing speed in accordance with the time axis of the first simulation subject 100. For example, when α = 3, the reproduction speed is set to 3 times the recording speed. The monitoring control device 600 sets the waveform recording / reproducing device 302 to the recording mode, and the waveform recording / calculating device 7
The input of 00 is switched to the output side of the waveform signal converter 402.
Then, the monitor control device 600 is connected to the simulation target 10
0, the waveform recording device 110, the waveform recording / reproducing devices 301 and 302, and the waveform recording / calculating device 700 are started, and stopped after a predetermined time (for example, 1 second) has elapsed. The waveform applied from the waveform recording / reproducing apparatus 301 to the first simulated object 100 via the waveform signal converter 401 is g (t), and the waveform is recorded from the first simulated object 100 via the waveform signal converter 402. The waveform recorded in the reproducing device 302 is f (t).
第２図（ａ），（ｂ）は波形ｇ（ｔ）,f（ｔ）の例を示
す波形図である。なお、“くり返し1"の「動作モード
１」では、波形記録再生装置301の記録がないが、その
場合は、ｇ（ｔ）＝０、または適当な波形とすればよ
い。また、別の近似的シミユレーシヨン結果よりｇ
（ｔ）の概略のわかる場合は、その波形を波形記録再生
装置301にセツトしておけばよい。2A and 2B are waveform charts showing examples of the waveforms g (t) and f (t). In the "operation mode 1" of "repeat 1", there is no recording by the waveform recording / reproducing apparatus 301, but in that case, g (t) = 0 or an appropriate waveform may be set. Also, from another approximate simulation result, g
When the outline of (t) is known, the waveform may be set in the waveform recording / reproducing device 301.
「動作モード２」 監視制御装置600は波形記録再生装置302を再生モードに
し、再生速度を第２の被シミユレーシヨン対象200に合
わせセツトする。α＝３の場合再生速度は記録速度の３
分の１にする。監視制御装置600は波形記録再生装置301
を記録モードにし、波形記録演算装置700の入力を波形
信号変換器501の出力側に切り換える。次いで、監視制
御装置600は第２の被シミユレーシヨン対象200,波形記
録装置210,波形記録再生装置301及び302,波形記録演算
装置700をスタートさせ、一定時間分（例えば３秒）経
過したら停止させる。波形記録再生装置302から波形信
号変換器502を介して第２の被シミユレーシヨン対象200
に加えられた波形をＦ（Ｔ），第２の被シミユレーシヨ
ン対象200から波形信号変換器501を介して波形記録再生
装置301に記録された波形をＧ（Ｔ）とする。[Operation Mode 2] The monitor control device 600 sets the waveform recording / reproducing device 302 in the reproducing mode and sets the reproducing speed to the second simulated object 200. When α = 3, the playback speed is 3 of the recording speed.
Make it one-half. The monitoring control device 600 is the waveform recording / reproducing device 301.
Is set to the recording mode, and the input of the waveform recording / calculating device 700 is switched to the output side of the waveform signal converter 501. Next, the monitor control device 600 starts the second simulated object 200, the waveform recording device 210, the waveform recording / reproducing devices 301 and 302, and the waveform recording / calculating device 700, and stops them after a certain time (for example, 3 seconds) has elapsed. From the waveform recording / reproducing device 302 through the waveform signal converter 502 to the second simulation target 200
The waveform added to the waveform is recorded as F (T), and the waveform recorded in the waveform recording / reproducing apparatus 301 from the second simulated object 200 via the waveform signal converter 501 is defined as G (T).
第３図（ａ），（ｂ）はＦ（Ｔ）,G（Ｔ）の例を示す波
形図である。第３図（ａ）のＦ（Ｔ）と第２図（ｂ）の
ｆ（ｔ）とは、Ｔ＝αｔなる変換で一致する。波形記録
演算装置700は入力波形の前回のくり返しにおける入力
を各々記憶しており、今回のくり返しにおける入力波形
との類似度を計算する。類似度の計算は、例えば、下記
（１），（２）などの式で行われる。FIGS. 3A and 3B are waveform diagrams showing examples of F (T) and G (T). F (T) in FIG. 3 (a) and f (t) in FIG. 2 (b) coincide with each other in the conversion of T = αt. The waveform recording / calculating device 700 stores the input of the previous repetition of the input waveform, and calculates the degree of similarity with the input waveform of the current repetition. The calculation of the degree of similarity is performed, for example, by the equations (1) and (2) below.
Max|（前回のＧ（Ｔ）−今回のＧ（Ｔ）｜ …（２） 波形記録演算装置700は上記（１），（２）式の値があ
らかじめ定められた値以下のときは、監視制御装置600
に制御信号を送り、くり返しは終了する。なお、「動作
モード１」においても波形記録演算装置700は同様の類
似度の計算を行うが、このときの判定式は（１），
（２）式中のＧ（Ｔ）をｆ（ｔ）で置きかえたものであ
る。 Max | (previous G (T) -current G (T) | ... (2) The waveform recording / calculating device 700 monitors when the values of the above formulas (1) and (2) are equal to or less than a predetermined value. Controller 600
The control signal is sent to and the repetition ends. Note that the waveform recording / calculating device 700 also performs similar calculation in “operation mode 1”, but the determination formula at this time is (1),
It is the one in which G (T) in the formula (2) is replaced with f (t).
（ii）“くり返し2" 「動作モード１」 “くり返し1"の「動作モード１」をくり返す。なお、
“くり返し2"以降では波形記録再生装置301に波形が記
録されているので、そのまま用いればよい。(Ii) “Repeat 2” “Operation mode 1” Repeat “Operation mode 1” of “Repeat 1”. In addition,
Since the waveform is recorded in the waveform recording / reproducing device 301 after “repeating 2”, it can be used as it is.
「動作モード２」 “くり返し1"の「動作モード２」をくり返す。"Operation mode 2" Repeat "Operation mode 2" of "Repeat 1".
（iii）“くり返し3"以降 “くり返し2"をくり返す。(Iii) Repeat “Repeat 3” and subsequent “Repeat 2”.
上述のように動作することにおいて、第２図，第３図に
示す波形が得られる。“くり返し1"の「動作モード１」
で波形記録再生装置301から第１の被シミユレーシヨン
対象100に印加された波形が第２図（ａ）の波形として
示され、「動作モード１」の結果波形記録再生装置302
に記録された内容が第２図（ｂ）の波形として示される
ものである。“くり返し1"の「動作モード２」で、波形
記録再生装置302から第２の被シミユレーシヨン対象200
に印加された波形が第３図（ａ），波形記録再生装置30
1に記録された波形が第３図（ｂ）である。“くり返し
2"の「動作モード１」で波形記録再生装置301から第１
の被シミユレーシヨン対象100に印加された波形が第２
図（ｃ），波形記録再生装置302に記録された波形が第
２図（ｄ）に示されるものである。“くり返し2"の「動
作モード２」で波形記録再生装置302から第２の被シミ
ユレーシヨン対象200に印加された波形が第３図（ｃ）
に、波形記録再生装置301に記録された波形が第３図
（ｄ）に示されるものである。この例では、波形記録演
算装置700は第３図（ｂ）と（ｄ）で示される波形の類
似度を計算し、十分な類似度に達したのでくり返しを終
了している。終了時点で波形記録再生装置301及び302,
波形記録装置110,及び210に記録されている波形をシミ
ユレーシヨン結果とする。By operating as described above, the waveforms shown in FIGS. 2 and 3 are obtained. "Operation mode 1" of "Repeat 1"
The waveform applied to the first object to be simulated 100 from the waveform recording / reproducing apparatus 301 is shown as the waveform in FIG. 2A, and the result waveform recording / reproducing apparatus 302 in the "operation mode 1" is shown.
The contents recorded in Fig. 2 are shown as the waveform in Fig. 2 (b). In the “repeating 1” “operation mode 2”, the waveform recording / reproducing device 302 causes the second simulation target 200
The waveform applied to the waveform is shown in FIG.
The waveform recorded in 1 is shown in FIG. 3 (b). "Repeat
The first from the waveform recording / reproducing device 301 in the "operation mode 1" of 2 ".
The waveform applied to the simulated target 100 is the second
The waveform recorded in the waveform recording / reproducing device 302 is shown in FIG. 2 (c). The waveform applied from the waveform recording / reproducing apparatus 302 to the second simulated object 200 in the "repeating 2""operation mode 2" is shown in FIG. 3 (c).
The waveform recorded in the waveform recording / reproducing apparatus 301 is shown in FIG. 3 (d). In this example, the waveform recording / calculating device 700 calculates the degree of similarity between the waveforms shown in FIGS. 3 (b) and 3 (d), and the iteration is terminated because a sufficient degree of similarity has been reached. At the end, the waveform recording / reproducing devices 301 and 302,
The waveforms recorded in the waveform recording devices 110 and 210 are used as simulation results.
なお、第１図，第２図，第３図では第１の被シミユレー
シヨン対象100と第２の被シミユレーシヨン対象200の間
でやりとりする波形信号は各１つであるとしているが、
これは各々複数でもよい。この場合、波形記録再生装置
301及び302,波形信号変換器401及び402,波形信号変換器
501及び502,波形記録演算装置700は多チヤンネルのもの
が必要となる。しかし、被シミュレーション対象100,20
0は一般に多入力チヤンネルを待つ。In FIGS. 1, 2, and 3, there is one waveform signal to be exchanged between the first simulated object 100 and the second simulated object 200, respectively.
This may be plural. In this case, the waveform recording / reproducing device
301 and 302, waveform signal converter 401 and 402, waveform signal converter
501 and 502, and the waveform recording / calculating device 700 need to have multiple channels. However, the simulation target 100,20
0 generally waits for multi-input channels.
第４図は、電子装置または電気装置をシステムに組み込
んだ際の試験を、装置の実物を第１の被シミユレーシヨ
ン対象100に、第２の被シミユレーシヨン200、波形記録
装置210、波形記録再生装置301及び302、波形信号変換
器501及び502、監視制御装置600、波形記録演算装置700
を一台の電子計算機で行わせる場合の例を示す。この場
合、波形信号変換器401及び402は各々デイジタル・アナ
ログ変換器（DA）及びアナログ・デイジタル変換器（A
D）である。また、この場合、システム側の動特性は計
算機内部の数学モデルで表現され、第２の被シミユレー
シヨン対象200がこれに相当する。FIG. 4 shows a test when an electronic device or an electric device is incorporated in a system. The actual device is a first simulated object 100, a second simulated object 200, a waveform recording device 210, and a waveform recording / reproducing device 301. And 302, waveform signal converters 501 and 502, monitoring control device 600, waveform recording / calculation device 700
The following is an example of the case where the above is performed by one electronic computer. In this case, the waveform signal converters 401 and 402 are the digital-to-analog converter (DA) and the analog-to-digital converter (A), respectively.
D). Further, in this case, the dynamic characteristic on the system side is expressed by a mathematical model inside the computer, and the second simulated object 200 corresponds to this.
第１図の第１の被シミユレーシヨン対象100、第２の被
シミユレーシヨン対象200の入力及び出力に電気信号以
外に機械的、熱的の非電気的なものがある場合は、波形
信号変換器501,402には電気信号に変換するためのトラ
ンスジユーサ、波形信号変換器401,502には電気信号を
各各の信号に変換するためのエネルギー変換装置を設置
する。また、電気信号の場合も、出力、入力のレベルが
一致しない場合には、増巾器、減衰器を波形信号変換器
401,402,501,502内に設置する。If the input and output of the first simulated object 100 and the second simulated object 200 of FIG. 1 include mechanical and thermal non-electrical signals other than electrical signals, the waveform signal converters 501 and 402 are used. Is a transducer for converting into an electric signal, and the waveform signal converters 401 and 502 are provided with energy converters for converting an electric signal into respective signals. Also, in the case of electrical signals, if the output and input levels do not match, add an amplifier and attenuator to the waveform signal converter.
It is installed in 401,402,501,502.
被シミユレーシヨン対象（第１図に示すシミユレーシヨ
ン対象100,200）が二つとも電気回路のときは、第５
図，第６図のように、その接続点で一方の側に（例え
ば、第１の被シミユレーシヨン対象100に）印加する信
号を電圧源で、他方の側（例えば、第２の被シミユレー
シヨン200）に印加する信号を電流源でそれぞれ置き換
え、電圧源の大きさは直前に得られた電流源の両端の電
位差波形、電流源の大きさは直前に得られた電圧源に流
れる電圧波形とすればよい。例えば、第５図のように、
電流源ｉ（ｔ），電圧源ｅ（ｔ），抵抗R,インダクタン
スL,キヤパシタンスＣなどの線形要素以外に、スイツチ
Ｓ、ダイオードＤ、トランジスタTr、サイリスタTh、非
線形抵抗などの非線形要素を含む一般の電気回路を、1,
2,3…ｍの点で二つの部分に分離するには、分離後の第
１の回路Ｐの分離点１に電圧源を接続したとすると、第
２の回路Ｑの分離点１には電流源を接続し、第１の回
路、第２の回路を交互に動作させ（各々は「動作モード
１」、「動作モード２」とよぶ）、「動作モード１」の
ときの第１回路Ｐの点１に加える電圧源の大きさは、直
前の「動作モード２」で観測された点１の電位波形と
し、「動作モード２」のときの第２の回路Ｑの点１に加
える電流源の大きさは、直前の「動作モード１」で観測
された点１の流入電流波形とする。If both of the simulated objects (the simulated objects 100 and 200 shown in FIG. 1) are electric circuits, the fifth
As shown in FIG. 6 and FIG. 6, at the connection point, a signal to be applied to one side (for example, to the first simulated object 100) is a voltage source, and the other side (for example, the second simulated object 200). Replace the signal applied to each with a current source, the magnitude of the voltage source is the potential difference waveform across the current source obtained immediately before, and the magnitude of the current source is the voltage waveform flowing through the voltage source obtained immediately before. Good. For example, as shown in FIG.
In addition to linear elements such as current source i (t), voltage source e (t), resistance R, inductance L, capacitance C, etc., non-linear elements such as switch S, diode D, transistor T r , thyristor T h , and non-linear resistance are used. General electric circuit including 1,
In order to separate into two parts at the points of 2, 3 ... m, if a voltage source is connected to the separation point 1 of the first circuit P after separation, a current flows to the separation point 1 of the second circuit Q. The first circuit and the second circuit are operated alternately (referred to as “operation mode 1” and “operation mode 2”, respectively), and the first circuit P in the “operation mode 1” is The magnitude of the voltage source applied to the point 1 is the potential waveform of the point 1 observed in the immediately preceding “operation mode 2”, and the magnitude of the current source applied to the point 1 of the second circuit Q in the “operation mode 2” is The magnitude is the inflow current waveform at point 1 observed in the immediately preceding “operation mode 1”.
例えば第７図の回路を第８図のように分割したとき、各
くり返しごとの点１の電位波形は第９図の→→→
のようになり、次第に真の波形に近づいて行くことが
わかる。For example, when the circuit of FIG. 7 is divided as shown in FIG. 8, the potential waveform at point 1 for each repetition is →→→ in FIG.
You can see that it gradually approaches the true waveform.
また、第10図のように、非線形抵抗RN（その特性は第11
図に示す。）を含む場合も、第12図のように分割して、
各くり返しごとの点１の電位波形を見てみると第13図に
示すように→→のように次第に一定波形に収束し
ていく。この場合は、10回のくり返しでほぼ収束してい
る。In addition, as shown in Fig. 10, the nonlinear resistance R N (its characteristic is
Shown in the figure. ) Is also included, divide it as shown in Fig. 12,
Looking at the potential waveform at point 1 at each repetition, as shown in Fig. 13, it gradually converges to a constant waveform as →→. In this case, it has converged almost 10 times.
第14図において、「動作モード１」と「動作モード２」
でくり返し動作を行うとき、くり返し回数の何回かおき
に、第１図の波形記録再生装置301または波形記録再生
装置302の記録内容を補正すると、収束までのくり返し
回数の低減が図れることがある。例えば、「動作モード
１」を始める前に波形記録再生装置301の記録波形を、
何回か前からの当該波形の加重平均を用いると収束が早
まることがある。例えば、第９図の例では第３回目のく
り返しで、図中のかわりにとの平均を用いるなど
である。このような場合には第１図の基本構成は第14図
のようになる。In Figure 14, "Operation mode 1" and "Operation mode 2"
When the repeated operation is performed, if the recorded contents of the waveform recording / reproducing apparatus 301 or the waveform recording / reproducing apparatus 302 of FIG. 1 are corrected at some intervals of the repeating times, the number of repeating times until convergence may be reduced. . For example, before starting the "operation mode 1",
If the weighted average of the waveform is used several times, the convergence may be accelerated. For example, in the example of FIG. 9, in the third iteration, the average of and is used instead of in the figure. In such a case, the basic configuration of FIG. 1 is as shown in FIG.
第14図の構成が第１図のものと異なるのは、第１図の構
成に波形記憶判定演算装置800が追加されている点であ
る。波形記憶判定演算装置800の波形入力は波形記録演
算装置700と同じであり、くり返しの定められた回数分
の最新の波形を記憶している。波形記憶判定演算装置80
0は一種類の波形を過去何回分か比較して、あらかじめ
定められたパターンが見られると、その旨を監視制御装
置600に知らせ許可を待つて、それらの波形にあらかじ
め定められた演算を施して波形をつくり、波形記録再生
装置301または302の所定の波形記録を書き直す。あらか
じめ定められたパターンとは、一種類について４回続い
ての波形がf1(t)，f2(t)，f3(t)，f4(t)としたとき、｜
f1(t)-f2(t)｜≧｜f2(t)-f3(t)｜≧｜f3(t)-f4(t)｜が
成立したとき等である。あらかじめ定められた演算と
は、 などである。（３）式でβ1，β2，β3，β4はあらかじ
め定められた定数である。The configuration of FIG. 14 differs from that of FIG. 1 in that a waveform storage determination arithmetic device 800 is added to the configuration of FIG. The waveform input of the waveform storage determination / calculation device 800 is the same as that of the waveform recording / calculation device 700, and the latest waveform for a predetermined number of times of repetition is stored. Waveform memory judgment arithmetic unit 80
For 0, one kind of waveform is compared several times in the past, and when a predetermined pattern is seen, the fact is notified to the monitoring control device 600, waiting for permission, and a predetermined calculation is performed on these waveforms. To create a waveform and rewrite a predetermined waveform record of the waveform recording / reproducing device 301 or 302. The predetermined pattern means that when the waveforms that follow four times for one type are f 1 (t), f 2 (t), f 3 (t), and f 4 (t), |
For example, when f 1 (t) -f 2 (t) | ≧ | f 2 (t) -f 3 (t) | ≧ | f 3 (t) -f 4 (t) | The predetermined operation is And so on. In the equation (3), β 1 , β 2 , β 3 , and β 4 are predetermined constants.
被シミユレーシヨン対象が３個以上の場合は例えば第15
図のような、１対Ｎ結合とすることも可能である。これ
は、１つの大きなシステムに多数の小規模な装置が結合
されたとき、大きなシステムを第２の被シミユレーシヨ
ン対象200で表現し、小規模な多数の装置を被シミユレ
ーシヨン対象101,102,103…で表現したものである。こ
のように構成し、上述のような動作をさせれば多数の被
シミユレーシヨン対象101,102,103…と第２の被シミユ
レーシヨン対象200との模擬試験ができるのである。If there are three or more objects to be simulated, for example, the 15th
It is also possible to make 1-to-N coupling as shown. When a large number of small devices are combined into one large system, the large system is represented by the second simulated object 200, and a large number of small devices are represented by the simulated objects 101, 102, 103 ... Is. With such a configuration and the above-described operations, a large number of simulated objects 101, 102, 103 ... And a second simulated object 200 can be simulated.
上述した実施例によれば、例えば電力系統に直流送電線
を導入した際の効果を検証する際に、直流送電線とイン
バター、コンバータ及びそれらの制御装置をアナログの
シミユレータで模擬し、交流系統側はデイジタル計算機
上の数学モデルで模擬することができ、従来にくらべは
るかに高い精度での模擬実験が行えるものである。According to the above-described embodiment, for example, when verifying the effect of introducing a DC transmission line into the power system, the DC transmission line, the invertor, the converter and their control devices are simulated by an analog simulator, and the AC system is used. On the side, it can be simulated with a mathematical model on a digital computer, and it is possible to perform a simulation experiment with much higher accuracy than in the past.
本発明によれば、複数個の要素よりなるシステムの模擬
計算、模擬実験を行うのに各要素の時間軸を自由に変換
することが可能となるため、各要素を安価な装置で模擬
することができ、また要素の中に実物をそのまま使用す
ることも可能となり、模擬計算、模擬実験のコスト低
下、精度の向上、装置選択の自由度の増加など効果があ
る。According to the present invention, since it is possible to freely convert the time axis of each element for performing simulation calculation and simulation experiment of a system including a plurality of elements, each element can be simulated by an inexpensive device. Moreover, it is possible to use the real thing as an element as it is, and there are effects such as the cost reduction of the simulation calculation and the simulation experiment, the improvement of the accuracy, and the increase of the degree of freedom in selecting the device.
第１図は本発明の実施例の基本構成を説明するために示
すブロツク図、第２図，第３図は本発明によるシミユレ
ーシヨン過程で得られる波形例を示す波形図、第４図は
一方のシステムを電子計算機で模擬した際の一実施例を
示すブロツク図、第５図，第６図は被シミユレーシヨン
対象が電気回路の場合の分割法を説明するために示す説
明図、第７図は被シミユレーシヨン対象が電気回路の例
を示す回路図、第８図は本発明によるシミユレーシヨン
手法を説明するために示す図、第９図は本発明によるシ
ミユレーシヨン過程で得られる波形を示す波形図、第10
図は被シミユレーシヨン対象が電気回路の例を示す回路
図、第11図は第10図の電圧・電流の波形図、第12図は本
発明のシミユレーシヨン手法を説明するために示す回路
図、第13図は本発明によるシミユレーシヨン過程で得ら
れる波形を示す波形図、第14図は波形記憶演算装置を基
本構成に追加して収束改善を図る実施例の構成を示すブ
ロツク図、第15図は被シミユレーシヨン対象が３個以上
の場合の構成例を示すブロツク図である。 100…第１の被シミユレーシヨン対象、200…第２の被シ
ミユレーシヨン対象、301,302…波形記録再生装置、40
1,402,501,502…波形信号変換器、600…監視制御装置、
700…波形記録演算装置、110,210…波形記憶装置、800
…波形記憶判定演算装置。FIG. 1 is a block diagram for explaining the basic configuration of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are waveform diagrams showing waveform examples obtained in the simulation process according to the present invention, and FIG. 4 is one of them. A block diagram, FIG. 5 and FIG. 6 showing an embodiment when the system is simulated by an electronic computer are explanatory diagrams for explaining the division method when the object to be simulated is an electric circuit, and FIG. A circuit diagram showing an example of an electric circuit as a simulation target, FIG. 8 is a diagram shown for explaining the simulation method according to the present invention, and FIG. 9 is a waveform diagram showing a waveform obtained in the simulation process according to the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of an electric circuit to be simulated, FIG. 11 is a voltage / current waveform diagram of FIG. 10, FIG. 12 is a circuit diagram for explaining the simulation method of the present invention, and FIG. FIG. 14 is a waveform diagram showing a waveform obtained in the simulation process according to the present invention, FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of an embodiment for improving the convergence by adding a waveform storage arithmetic device to the basic configuration, and FIG. 15 is a simulation target. It is a block diagram which shows the structural example in case the target is three or more. 100 ... 1st object to be simulated, 200 ... 2nd object to be simulated, 301, 302 ... Waveform recording / reproducing device, 40
1,402,501,502 ... Waveform signal converter, 600 ... Supervisory control device,
700 ... Waveform recording / calculation device, 110, 210 ... Waveform storage device, 800
... Waveform memory judgment arithmetic unit.
Claims (2)
ション対象と第２被シミュレーション対象と、予め第１
波形記録再生装置に記憶された第１出力情報を前記第２
被シミュレーション対象に再生入力してシミュレーショ
ンさせ、その結果を第２出力情報として第２波形記録再
生装置に記憶し、前記第２波形記録再生装置から再生し
た前記第２出力情報を前記第１被シミュレーション対象
に入力してシミュレーションする操作を繰り返すシミュ
レーション方式において、 前記第１波形記録再生装置から再生する前記第１出力情
報の再生速度を前記第２被シミュレーション対象の演算
速度に合わせるか、または前記第２波形記録再生装置か
ら再生する前記第２出力情報の再生速度を前記第１被シ
ミュレーション対象の演算速度に合わせる監視制御装置
を設けたことを特徴とするシミュレーション方式。1. A first simulated object and a second simulated object having mutually different calculation speeds, and a first simulated object in advance.
The first output information stored in the waveform recording / reproducing apparatus is used as the second output information.
The simulation target is reproduced and input to the simulated object, the result is stored in the second waveform recording / reproducing apparatus as the second output information, and the second output information reproduced from the second waveform recording / reproducing apparatus is the first simulated object. In a simulation method in which an operation of inputting and simulating an object is repeated, a reproduction speed of the first output information reproduced from the first waveform recording / reproducing device is matched with a calculation speed of the second simulated object, or A simulation system characterized in that a monitoring control device is provided for adjusting the reproduction speed of the second output information reproduced from the waveform recording / reproducing device to the operation speed of the first simulated object.
ション対象と第２被シミュレーション対象と、予め第１
波形記録再生装置に記憶された第１出力情報を前記第２
被シミュレーション対象に再生入力してシミュレーショ
ンさせ、その結果を第２出力情報として第２波形記録再
生装置に記憶し、前記第２波形記録再生装置から再生し
た前記第２出力情報を前記第１被シミュレーション対象
に入力してシミュレーションする操作を繰り返すシミュ
レーション方式において、 前記第１波形記録再生装置から再生する前記第１出力情
報の再生速度を前記第２被シミュレーション対象の演算
速度に合わせるとともに、前記第２波形記録再生装置か
ら再生する前記第２出力情報の再生速度を前記第１被シ
ミュレーション対象の演算速度に合わせる監視制御装置
と、 前記第１波形記録再生装置に記憶された前記第１出力情
報に対して、前記第２波形記録再生装置に記憶された前
記第２出力情報を前記第２被シミュレーション対象によ
りシミュレーションした結果との比較から類似度を計算
し、前記類似度の計算結果により繰り返し計算を終了さ
せる波形記録演算装置と、 を設けたことを特徴とするシミュレーション方式。2. A first simulated object and a second simulated object having mutually different calculation speeds, and the first simulated object in advance.
The first output information stored in the waveform recording / reproducing apparatus is used as the second output information.
The simulation target is reproduced and input to the simulated object, the result is stored in the second waveform recording / reproducing apparatus as the second output information, and the second output information reproduced from the second waveform recording / reproducing apparatus is the first simulated object. In a simulation method in which an operation of inputting to a target and repeating a simulation is repeated, a reproduction speed of the first output information reproduced from the first waveform recording / reproducing device is adjusted to a calculation speed of the second simulation target, and the second waveform is reproduced. A monitor control device for adjusting the reproduction speed of the second output information reproduced from the recording / reproducing device to the operation speed of the first simulation target, and the first output information stored in the first waveform recording / reproducing device. , The second simulated information based on the second output information stored in the second waveform recording / reproducing apparatus. ® similarity from comparison with the results of the simulation were calculated by emission target, the simulation method is characterized by providing a waveform recording operation device to terminate the iterative calculation by the calculation result of the similarity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142352A JPH0744779B2 (en) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | Simulation system |
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|---|---|---|---|
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| JPS6122728A JPS6122728A (en) | 1986-01-31 |
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ID=15313371
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| JPH0739864B2 (en) * | 1988-10-25 | 1995-05-01 | 矢崎総業株式会社 | Abnormality detection device for pressure regulator |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55109932A (en) * | 1979-02-15 | 1980-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Preventive measure computer for abnormal voltage |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59142352A patent/JPH0744779B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JPS55109932A (en) * | 1979-02-15 | 1980-08-23 | Mitsubishi Electric Corp | Preventive measure computer for abnormal voltage |
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| JPS6122728A (en) | 1986-01-31 |
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