磁悬浮轴承的半实物仿真系统、方法、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术实施例涉及半实物仿真试验领域，公开了一种磁悬浮轴承的半实物仿真系统、方法、电子设备及介质。上述系统包括：磁悬浮轴承、仿真开发计算机和实时仿真目标机；仿真开发计算机用于根据磁悬浮轴承的驱动电路构建驱动电路模型，并将构建完成的驱动电路模型发送给实时仿真目标机；实时仿真目标机用于实时采集磁悬浮轴承的运行数据，将运行数据输入至驱动电路模型中，以获取磁悬浮轴承的第一运行状态，并根据第一运行状态确定第一控制参数，以通过第一控制参数驱动磁悬浮轴承动作；其中，实时仿真目标机中预先存储有多种磁悬浮轴承的运行状态与控制参数的对应关系。以解决在采用全实物试验或者全数字仿真方式研究磁悬浮轴承系统时存在的问题。系统时存在的问题。系统时存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮轴承的半实物仿真系统、方法、电子设备及介质


[0001]本专利技术实施例涉及半实物仿真试验领域，特别涉及一种磁悬浮轴承的半实物仿真系统、方法、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]磁悬浮轴承技术是利用可控电磁力将物体悬浮起来，使物体与轴之间没有机械接触，具有无机械摩擦、无磨损、无需润滑、功耗低和速度高等优点。其中，磁悬浮轴承系统的支承特性，例如刚度和阻尼等，具体通过控制参数进行调整，以增强系统的稳定性，降低系统振动。而由于磁悬浮轴承技术含量高、研制难度大，如何对磁悬浮轴承系统的功能、性能进行试验研究，以及如何对研发过程中的一些关键技术问题进行验证显得尤为重要。
[0003]通常采用传统的全实物试验方法或者全数字仿真方法对磁悬浮轴承系统进行研究，但是全实物试验方法的试验成本高，周期长，不便进行磁悬浮轴承系统的优化迭代实验；采用全数字仿真方法得到的磁悬浮轴承系统的试验数据的可信度较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施方式的目的在于提供一种磁悬浮轴承的半实物仿真系统、方法、电子设备及介质，可以解决采用全实物试验方法或者全数字仿真方法研究磁悬浮轴承系统时存在的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种磁悬浮轴承的半实物仿真系统，包括：磁悬浮轴承、仿真开发计算机和实时仿真目标机；所述磁悬浮轴承、所述仿真开发计算机和所述实时仿真目标机之间通信连接；所述仿真开发计算机用于根据所述磁悬浮轴承的驱动电路构建驱动电路模型，并将构建完成的所述驱动电路模型发送给所述实时仿真目标机；所述实时仿真目标机用于实时采集所述磁悬浮轴承的运行数据，将所述运行数据输入至所述驱动电路模型中，以获取所述磁悬浮轴承的第一运行状态，并根据所述第一运行状态确定控制所述磁悬浮轴承动作的第一控制参数，以通过所述第一控制参数驱动所述磁悬浮轴承动作；其中，所述实时仿真目标机中预先存储有多种磁悬浮轴承的运行状态与控制参数的对应关系。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式还提供了一种磁悬浮轴承的半实物仿真方法，包括：实时采集所述磁悬浮轴承的运行数据；将所述运行数据输入至驱动电路模型中，以获取所述磁悬浮轴承的当前运行状态；其中，所述驱动电路模型基于所述磁悬浮轴承的驱动电路预先构建；根据所述磁悬浮轴承的当前运行状态以及预先存储的多种所述磁悬浮轴承的运行状态与控制参数的对应关系，确定目标控制参数，通过所述目标控制参数驱动所述磁悬浮轴承动作。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个
处理器能够执行上述的磁悬浮轴承的半实物仿真方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的磁悬浮轴承的半实物仿真方法。
[0009]本专利技术实施方式相对于现有技术而言，磁悬浮轴承的半实物仿真系统中包括磁悬浮轴承、仿真开发计算机和实时仿真目标机；仿真开发计算机用于根据磁悬浮轴承的驱动电路构建驱动电路模型，并将构建完成的驱动电路模型发送给实时仿真目标机；实时仿真目标机用于实时采集磁悬浮轴承的运行数据，将运行数据输入至所述驱动电路模型中，以获取磁悬浮轴承的第一运行状态，并根据第一运行状态确定第一控制参数，以通过第一控制参数驱动磁悬浮轴承动作；其中，实时仿真目标机中预先存储有多种磁悬浮轴承的运行状态与控制参数的对应关系。由于本申请中通过将实物设备磁悬浮轴承和仿真开发计算机和实时仿真目标机相结合，即通过半实物仿真的方法模拟磁悬浮轴承系统，不仅可以最大限度地模拟磁悬浮轴承的真实环境和运行状态，提升了仿真结果的置信度，并且本申请的磁悬浮轴承的半实物仿真系统可以用于磁悬浮轴承的整个生命周期的研制、开发、测试，试验验证周期短、成本低，便于磁悬浮轴承系统的迭代验证。
[0010]另外，所述仿真开发计算机还用于构建控制器模型，并将构建完成的所述控制器模型发送给所述实时仿真目标机；所述实时仿真目标机还用于将第一控制参数输入至所述控制器模型中，以输出指令信号，驱动所述磁悬浮轴承动作。本申请中无需增加真实设备控制器控制磁悬浮轴承动作，而是通过构建的控制器模型输出指令信号来驱动磁悬浮轴承动作，可以降低硬件成本。
[0011]另外，所述半实物仿真系统还包括与所述实时仿真目标机通信连接的接口辅助层，所述接口辅助层具体用于对输出的所述指令信号进行调整，以获取与所述磁悬浮轴承相匹配的驱动信号。本申请中考虑到实时仿真目标机直接输出的指令信号与磁悬浮轴承并不适配，因此通过接口辅助层对输出的指令信号进行调整，使得指令信号调整为与磁悬浮轴承相匹配的驱动信号，从而驱动磁悬浮轴承正常动作。
[0012]另外，所述接口辅助层具体包括：信号调理及接口适配箱和功率驱动单元；所述信号调理及接口适配箱具体用于对所述指令信号进行转换，以获取与所述磁悬浮轴承相匹配的第一驱动信号；所述功率驱动单元具体用于对所述指令信号进行放大，以获取与所述磁悬浮轴承相匹配的第二驱动信号。本申请中考虑到实时仿真目标机直接输出的指令信号会出现与磁悬浮轴承所需的信号类型不同和/或过小的情况，因此通过接口辅助层的信号调理及接口适配箱对指令信号进行转换，以获取与磁悬浮轴承所需的信号类型相同的信号，和/或通过功率驱动单元对指令信号进行放大，以获取与磁悬浮轴承所需的信号大小相同的信号。
[0013]另外，所述半实物仿真系统还包括：控制器；所述控制器为真实设备，分别与所述磁悬浮轴承和所述实时仿真目标机连接；所述控制器具体用于根据所述第一控制参数输出第三驱动信号，以驱动所述磁悬浮轴承动作。本申请中采用真实设备控制器，可以直接根据接收的第一控制参数输出驱动信号，以驱动磁悬浮轴承动作，提高测试效率。
[0014]另外，所述仿真开发计算机还用于根据所述磁悬浮轴承的外部环境构建外部环境模型，并将构建完成的所述外部环境模型发送给所述实时仿真目标机；所述实时仿真目标
机还用于将所述磁悬浮轴承的运行数据输入至所述外部环境模型中，以获取所述磁悬浮轴承的第二运行状态，并根据所述第二运行状态确定第二控制参数，以通过所述第二控制参数驱动所述磁悬浮轴承动作。本申请中通过仿真开发计算机构建外部环境模型，可以将实验室无法搭建的极限试验工况用外部环境模型进行模拟，以在实验室进行系统功能、性能的试验。
[0015]另外，所述磁悬浮轴承的运行数据具体包括：所述磁悬浮轴承的位移、温度、转速以及电流。本申请中通过实时采集磁悬浮轴承的位移、温度、转速以及电流的数据，以准确的获取到磁悬浮轴承的运行状态。
附图说明
[0016]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴承的半实物仿真系统，其特征在于，所述半实物仿真系统包括：磁悬浮轴承、仿真开发计算机和实时仿真目标机；所述磁悬浮轴承、所述仿真开发计算机和所述实时仿真目标机之间通信连接；所述仿真开发计算机用于根据所述磁悬浮轴承的驱动电路构建驱动电路模型，并将构建完成的所述驱动电路模型发送给所述实时仿真目标机；所述实时仿真目标机用于实时采集所述磁悬浮轴承的运行数据，将所述运行数据输入至所述驱动电路模型中，以获取所述磁悬浮轴承的第一运行状态，并根据所述第一运行状态确定第一控制参数，以通过所述第一控制参数驱动所述磁悬浮轴承动作；其中，所述实时仿真目标机中预先存储有多种磁悬浮轴承的运行状态与控制参数的对应关系。2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承的半实物仿真系统，其特征在于，所述仿真开发计算机还用于构建控制器模型，并将构建完成的所述控制器模型发送给所述实时仿真目标机；所述实时仿真目标机还用于将所述第一控制参数输入至所述控制器模型中，以输出指令信号，驱动所述磁悬浮轴承动作。3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承的半实物仿真系统，其特征在于，所述半实物仿真系统还包括与所述实时仿真目标机通信连接的接口辅助层；所述接口辅助层具体用于对输出的所述指令信号进行调整，以获取与所述磁悬浮轴承相匹配的驱动信号。4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承的半实物仿真系统，其特征在于，所述接口辅助层具体包括：信号调理及接口适配箱和功率驱动单元；所述信号调理及接口适配箱具体用于对所述指令信号进行转换，以获取与所述磁悬浮轴承相匹配的第一驱动信号；所述功率驱动单元具体用于对所述指令信号进行放大，以获取与所述磁悬浮轴承相匹配的第二驱动信号。5.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承的半实物仿真系统，其特征在于，所述半实物仿真系统还包括：控制器；所述控制器为真实...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海科梁信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：