高压级联变频器半实物仿真系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种高压级联变频器半实物仿真系统。所述系统包括：第一处理板、第二处理板、第三处理板、第四处理板、I/O板以及实物控制器，实物控制器与I/O板相连，用于输出控制信号，并将输出的控制信号通过I/O板提供给第一处理板、第二处理板、第三处理板和第四处理板；第一处理板、第二处理板、第三处理板、第四处理板用于根据实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生输出信号，将输出信号提供给与其相连的其它处理板，还将输出信号通过I/O板提供给实物控制器，以供实物控制器对输出信号进行验证。本发明专利技术的高压级联变频器半实物仿真系统能够缩短实时化系统的运行时间，达到实际控制器测试需要。

Hardware in the loop simulation system of high voltage cascaded inverter

The embodiment of the invention discloses a hardware in the loop simulation system of a high voltage cascaded frequency converter. The system comprises a first processing board, second processing board, third processing board, Fourth Board, I/O board and the real controller processing, real controller is connected with the I/O board, is used to output control signal, and outputs the control signals provided by the I/O board to the first processing board, second processing board, third board and fourth the first board; processing board, second processing board, third processing board, fourth processing board for real work according to the control signal output from the controller, and generates an output signal according to a pre established simulation model, the other will be provided to the output signal processing board is connected with the output signal, will also provide the real controller through the I/O board for the real controller to verify the output signal. The hardware in the loop simulation system of the high voltage cascaded inverter can shorten the running time of the real-time system and meet the testing requirements of the actual controller.

【技术实现步骤摘要】
高压级联变频器半实物仿真系统
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种高压级联变频器半实物仿真系统。
技术介绍
电力电子技术可以实现电能的变换和控制，已广泛应用于工业、交通、国防等国民经济的各个领域，随着国家节能减排政策的深入，电力电子技术在我国各行各业的应用将会更加的普及和广泛。由于电力电子系统是一个复杂的非线性系统，设计和分析的难度较大，通常需要较长的设计开发过程，并要进行大量的实验研究。仿真技术随着计算机的发展而不断向前发展，由此衍生出的计算机仿真技术以其良好的可重复性和安全性广泛的应用于实验研究。半实物仿真主要是将控制对象分为两种：一种为实际的控制器，一种为虚拟的仿真对象，两者通过输入输出接口进行数据交互和通信，可实现对控制器软硬件性能的全方位测试，该方式省时省力，大大节约了产品的开发周期以及实验真实环境的硬件成本。高压级联变频器作为电力电子系统在工业中的应用，也需要进行半实物仿真，也就需要构建半实物仿真系统。现有传统的半实物仿真系统在一般模型实时化方法的基础上，对整个高压级联变频器进行主电路模拟，一般采用串行处理机制，通常包括设置于处理板上的高压级联变频器主电路、输入输出板卡和实物控制器，其工作时，设置于处理板上的高压级联变频器主电路通过输入输出板卡读入实物控制器的控制信号，根据仿真模型计算得到输出信号，将输出信号通过输入输出板卡发送给实物控制器，从而进行硬件在回路的闭环验证。但是现有的半实物仿真系统具有以下缺点:(1).现有仿真系统采用串行处理机制，需要顺序的执行变频器工作原理中描述的事情，能够处理一般的半实物仿真系统仿真模型，对于高压级联变频器这种复杂多重系统没有有效的解决方法；(2).现有仿真系统经实时化后的系统即使能够运行，运行步长仍无法满足实际控制及测试需要；(3).现有半实物仿真系统需要对仿真系统具有较为深厚的理论基础，开发难度较大；(4).现有半实物仿真系统精度较低，单一运算的处理能力有限，无法进行多任务同步处理，也就无法准确的验证实物控制器。
技术实现思路
本专利技术提供一种高压级联变频器半实物仿真系统，能够缩短实时化系统的运行时间，达到实际控制器测试需要。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种高压级联变频器半实物仿真系统，其包括第一处理板、第二处理板、第三处理板、第四处理板、I/O板、以及实物控制器，其中，所述实物控制器，与所述I/O板相连，用于输出控制信号，并将输出的控制信号通过所述I/O板提供给所述第一处理板、第二处理板、第三处理板和第四处理板；所述第一处理板，与所述第二处理板、所述第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第一输出信号，将所述第一输出信号提供给所述第二处理板、第四处理板，还将所述第一输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第一输出信号进行验证；所述第二处理板，与所述第一处理板、第三处理板、第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第二输出信号，将所述第二输出信号提供给所述第一处理板、第三处理板、第四处理板，还将所述第二输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第二输出信号进行验证；所述第三处理板，与所述第二处理板、第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第三输出信号，将所述第三输出信号提供给所述第二处理板、第四处理板，还将所述第三输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第三输出信号进行验证；所述第四处理板，与所述第一处理板、第二处理板、第三处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第四输出信号，将所述第四输出信号提供给所述第一处理板、第二处理板、第三处理板，还将所述第四输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对输出信号进行验证。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过实物控制器输出控制信号，并将输出的控制信号通过I/O板提供给第一处理板、第二处理板、第三处理板和第四处理板；第一处理板、第二处理板、第三处理板、第四处理板用于根据实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生输出信号，将输出信号提供给与其相连的其它处理板，还将输出信号通过I/O板提供给实物控制器，以供实物控制器对输出信号进行验证。该高压级联变频器半实物仿真系统采用多处理板并行处理，能够将复杂系统进行细分为多个部分(例如四个部分)，各个部分耦合关系紧密，电气信号的衔接合理，各个部分之间同时并行运算处理；各个处理板通过I/O板与实物控制器进行数据传输和通信，加快与外界数据交互，并且并行快速处理机制大大缩短实时化系统的运行时间，从而达到实际控制器测试需要；用户可以方便的采用模块库快速完成整体方案设计，无需对内部有过多深入掌握，大大缩短模型开发周期，以满足系统需求多样化的要求，并且整体的仿真步长可以满足实际控制器需要，实时仿真的精度高。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的高压级联变频器半实物仿真系统的主要架构框图；图2是本专利技术第二实施例提供的高压级联变频器半实物仿真系统的主要架构框图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的高压级联变频器半实物仿真系统其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。第一实施例图1是本专利技术第一实施例提供的高压级联变频器半实物仿真系统的主要架构框图。所述高压级联变频器半实物仿真系统能够将复杂系统进行细分为四个部分，各个部分耦合关系紧密，电气信号的衔接合理，各个部分之间同时并行运算处理，大大缩短实时化系统的运行时间，从而达到实际控制器测试需要，请参阅图1，所述高压级联变频器半实物仿真系统包括第一处理板(例如第一CPU板101)、第二处理板(例如第二CPU板102)、第三处理板(例如第三CPU板103)、第四处理板(例如第四CPU板104)、I/O板106、以及实物控制器107。其中，实物控制器107，与所述I/O板106相连，用于输出控制信号，并将输出的控制信号通过I/O板106提供给第一处理板、第二处理板、第三处理板和第四处理板。优选地，实物控制器107可以根据控制台(例如电脑、上位机等)指令完成对高压级联变频器主电路中部件(例如整流器、逆变器、电励磁同步电机)的启停，加减速等实时控制，同时还可以具备完整的故障保护功能、模块级的故障自诊断功能和轻微故障的自复位功能。其中，控制信号可以包括控制命令、电平信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压级联变频器半实物仿真系统，其特征在于，其包括：第一处理板、第二处理板、第三处理板、第四处理板、I/O板、以及实物控制器，其中，所述实物控制器，与所述I/O板相连，用于输出控制信号，并将输出的控制信号通过所述I/O板提供给所述第一处理板、第二处理板、第三处理板和第四处理板；所述第一处理板，与所述第二处理板、所述第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第一输出信号，将所述第一输出信号提供给所述第二处理板、第四处理板，还将所述第一输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第一输出信号进行验证；所述第二处理板，与所述第一处理板、第三处理板、第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第二输出信号，将所述第二输出信号提供给所述第一处理板、第三处理板、第四处理板，还将所述第二输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第二输出信号进行验证；所述第三处理板，与所述第二处理板、第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第三输出信号，将所述第三输出信号提供给所述第二处理板、第四处理板，还将所述第三输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第三输出信号进行验证；所述第四处理板，与所述第一处理板、第二处理板、第三处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第四输出信号，将所述第四输出信号提供给所述第一处理板、第二处理板、第三处理板，还将所述第四输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对输出信号进行验证。...

【技术特征摘要】
1.一种高压级联变频器半实物仿真系统，其特征在于，其包括：第一处理板、第二处理板、第三处理板、第四处理板、I/O板、以及实物控制器，其中，所述实物控制器，与所述I/O板相连，用于输出控制信号，并将输出的控制信号通过所述I/O板提供给所述第一处理板、第二处理板、第三处理板和第四处理板；所述第一处理板，与所述第二处理板、所述第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第一输出信号，将所述第一输出信号提供给所述第二处理板、第四处理板，还将所述第一输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第一输出信号进行验证；所述第二处理板，与所述第一处理板、第三处理板、第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第二输出信号，将所述第二输出信号提供给所述第一处理板、第三处理板、第四处理板，还将所述第二输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第二输出信号进行验证；所述第三处理板，与所述第二处理板、第四处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第三输出信号，将所述第三输出信号提供给所述第二处理板、第四处理板，还将所述第三输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对所述第三输出信号进行验证；所述第四处理板，与所述第一处理板、第二处理板、第三处理板相连，用于根据所述实物控制器输出的控制信号工作，并根据预先建立的仿真模型产生第四输出信号，将所述第四输出信号提供给所述第一处理板、第二处理板、第三处理板，还将所述第四输出信号通过所述I/O板提供给所述实物控制器，以供所述实物控制器对输出信号进行验证。2.根据权利要求1所述的高压级联变频器半实物仿真系统，其特征在于，所述第一处理板、第二处理板、第三处理板、第四处理板均为CPU板。3.根据权利要求1所述的高压级联变频器半实物仿真系统，其特征在于，所述第一处理板包括依次串联连接的第一整流器、第一支撑电容、第一斩波回路，所述第一整流器还与所述第二处理板相连，用于将所述第二处理板变换后的交流电源变换为直流电源；所述第一斩波回路由斩波开关管和制动电阻组成，用于抑制直流电源电压过高；所述第一支撑电容还与所述第四处理板...

【专利技术属性】
技术研发人员：许为，苏亮亮，徐立恩，南永辉，谭娟，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43