用于模拟驱动设备的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于提供驱动设备(1)的时间相关的模拟模型的计算机实现的方法，其中，该驱动设备包括电机(3)和与电机相关联的供电单元，其中，

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于模拟驱动设备的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种用于提供驱动设备的时间相关的模拟模型的计算机实现的方法，其中，驱动设备包括电机，例如旋转电机，特别是马达和与电机相关联的供电单元，该供电单元包括控制装置，例如转换器，特别是伺服转换器、低压转换器或变频器，其中，
[0002]‑
限定时间相关的模拟模型的功能范围，
[0003]‑
提供驱动设备的、优选整个驱动设备的虚拟映像。
[0004]在此，电机，特别是马达能够设计成具有多个轴，其中，每个轴都能够由控制装置控制。控制装置能够设计为结构单元。
[0005]此外，本专利技术涉及一种用于模拟驱动设备在环境中的行为的计算机辅助方法。
[0006]此外，本专利技术涉及一种根据上述方法提供的时间相关的模拟模型的应用。该应用特别涉及用于模拟驱动设备的行为的应用。
[0007]此外，本专利技术涉及一种计算机程序，该计算机程序具有指令，当该计算机程序由计算机执行时，该指令使计算机执行上述用于提供时间相关的模拟模型的方法。
[0008]本专利技术还涉及一种系统，特别是工程平台，该系统包括用于执行上述计算机实现的方法的至少一种方法的部件。
[0009]此外，本专利技术涉及一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有上述计算机程序和适合于传输上述计算机程序的数据流。

技术介绍

[0010]上述类型的驱动设备的计算机实现的方法和时间相关的模拟模型在现有技术中是已知的。在提供时间相关的模拟模型时，几乎总是面临两难境地：一方面，客户想要驱动设备(通常是变频器和电动机的组合)的模拟表示(模拟模型)易于操作和/或参数化，另一方面，期望模拟模型具有一定范围的功能
‑
例如，仅在必要时精确模拟驱动设备的行为。这样能够创建很多模拟模型，不同的模型有不同的功能范围，功能交叉点很小。因此，技术解决方案通常只能以非常特定于客户的方式呈现，因为其核心只是想改变作为调查重点的模拟模型的那部分。目前还没有通用的技术解决方案，只是将设备映射到特定的模拟工具中，或者以具体的功能形式或者以最小的功能范围来覆盖广泛的用户。换句话说，最先进的模拟模型或多或少是真实固件的精确表示，或者只是少数部分方面的特定复制品。

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术的目的能够被视为提供能够根据限定的功能范围灵活地提供驱动设备的模拟模型的方法和系统。
[0012]根据本专利技术，利用上述类型的计算机实现的方法实现了本专利技术的目的，其中，虚拟映像是模块化构建的并且优选地包括至少两个不同的模块，特别是大量不同的模块，其中，虚拟映像的每个模块都是可配置的，其中，为了创建具有限定的功能范围的驱动设备的时间相关的模拟模型，根据功能范围选择虚拟映像的至少一个，优选多个模块，并且
‑
还根据
功能范围
‑
对一个或多个模块在其详细程度进行配置，例如通过时间相关的模拟模型配置接口。这在提供时间相关的模拟模型时实现或增加了所需的灵活性。操作员根据他感兴趣的领域能够选择驱动设备的虚拟映像的一个或多个模块并配置它们的详细程度，以优化时间相关的模拟模型性能或使模拟模型适应可用的计算资源，例如运行模型的计算机系统的计算能力，计算转速。
[0013]因此，虚拟映像能够被视为具有最大功能范围和例如最大详细程度的驱动设备的模型。
[0014]通过本专利技术，为自动化系统或过程控制系统的操作员提供了一种工具，其能够利用该工具在由其确定的范围内以及在其确定并取决于该范围的详细程度上模拟真实驱动设备。上述模型的灵活性和可配置性的优势在于，操作员能够更快地进行模拟，因为其不必模拟整个真实驱动设备，而只需模拟其当前感兴趣的那些方面。
[0015]因此，为操作员提供了模块化系统(模块化虚拟映像)，其中的模块映射了真实驱动设备的相关方面/属性，并且能够根据它们的详细程度(例如待模拟的变量/参数的数量，接口数量等)进行配置。
[0016]通过时间相关(或动态)模拟或时间相关(或动态)模拟模型，能够根据采样时间(采样步长)表示不同的时间尺度(或时间常数)和相应的频率范围
‑
从非常快的电磁现象到非常慢的机电现象。为了映射时间相关的模拟模型部分方面的所需现象学时间常数，通常能够选择采样时间，使该因子比最小的要映射的/模型相关的时间常数小10
‑
20。
[0017]在此，与时间无关的模拟(也称为静态或频率相关模拟)相反，时间是单调递增的模拟变量。通常，时间相关/基于时间的模拟从t＝0开始，并以恒定或可变的采样时间进行，直到达到用户指定的模拟结束时间，其中，能够在一个采样步骤内具体取决于所选的求解方法(求解器“Solver”)，相同的步骤被执行多次(“迭代”)，直到达到限定的允许误差。
[0018]能够执行根据限定的功能范围提供的时间相关的模拟模型。在此，模拟了在功能范围内限定的驱动设备的那些方面。
[0019]例如，当在模块的详细程度方面进行配置时，能够选择和/或确定待模拟的效果和/或要考虑的时间常数。更改模块的详细程度也会更改与该模块相关联的参数化。例如，能够转换外部指定的参数以满足较低详细程度。
[0020]在一个设计方案中可能有利的是，时间相关的模拟模型具有接口，在该接口的帮助下可将时间相关的模拟模型耦合到各种其他软件(例如模拟软件)。
[0021]在一个设计方案中，能够有利地提出，将取决于详细程度的采样时间与虚拟映像的每个模块相关联。完全能够想象，驱动设备的某个方面比其他方面的重量更轻。在这种情况下，描述该方面的模块能够配置为比其他模块更详细。由此，能够增加计算时间方面的性能增益，因为利用较低的详细程度配置的模块允许较高的采样时间。
[0022]采样时间在时间相关的模拟模型之外是恒定的，但由于模块的详细程度配置，在模拟模型中可能会减少。为了避免采样问题，这种减少能够减少外部通信时间的整数倍。
[0023]在一个设计方案中可能有利的是，虚拟映像的每个模块包括多个子模块，其中，每个子模块在其详细程度方面是可配置的。
[0024]在一种设计方案中可能有利的是，选择虚拟映像的多个不同模块并在其详细程度进行配置。
[0025]在一种设计方案中有利的是，至少一个模块具有至少一个接口。如果在确定时间相关的模拟模型时选择了驱动设备虚拟映像的多个模块，则它们能够通过为此目的提供的接口相互链接。
[0026]在一个设计方案中，有利地提出，虚拟映像包括驱动设备的固件模型和驱动设备的物理模型，其中，固件模型和/或物理模型模块化构建的，其中，每个固件
‑
模型
‑
模块或物理模型
‑
模块都是可配置的。物理模型能够是物理属性的复制品。固件模型是驱动设备固件的模型。
[0027]在一个设计方案中能够提出，物理模型包括控制模型模块(输出电压：有效值，三相正弦波(幅度和频率可变)，脉宽调制)和电气模型
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供驱动设备(1)的时间相关的模拟模型的计算机实现的方法，其中，所述驱动设备包括电机(3)和与所述电机相关联的并且包括控制装置(2)的供电单元，其中，
‑
(S1)限定所述时间相关的模拟模型(100，101)的功能范围，
‑
(S2)提供所述驱动设备(1)的虚拟映像，其中，所述虚拟映像是模块化构建的，其中，所述虚拟映像的每个模块(M1，M2，M3，M4，M5，M6，M60，M61，M62，M63，M64，M65，M66，M67，M68)能够在模块的详细程度方面进行配置，
‑
(S3)为了创建具有限定的功能范围的所述驱动设备(1)的所述时间相关的模拟模型(100，101)，根据所述功能范围选择所述虚拟映像的至少一个模块(M1，M2，M3，M4，M5，M6，M60，M61，M62，M63，M64，M65，M66，M67，M68)并且根据所述功能范围对至少一个所述模块(M1，M2，M3，M4，M5，M6，M60，M61，M62，M63，M64，M65，M66，M67，M68)在所述模块的详细程度方面进行配置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述详细程度相关的采样时间与所述虚拟映像的每个模块(M1，M2，M3，M4，M5，M6，M60，M61，M62，M63，M64，M65，M66，M67，M68)相关联。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，选择所述虚拟映像的多个不同模块(M1，M2，M3，M4，M5，M6，M60，M61，M62，M63，M64，M65，M66，M67，M68)，并且在模块的详细程度方面进行配置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，至少一个所述模块(M1，M2，M3，M4，M5，M6，M60，M61，M62，M63，M64，M65，M66，M67，M68)具有至少一个接口，其中，优选在多个模块(M1，M2，M3，M4，M5，M6，M60，M61，M62，M63，M64，M65，M66，M67，M68)的情况下，所述接口彼此链接。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述虚拟映像包括所述驱动设备的固件模型和所述驱动设备的物理模型，其中，所述固件模型和/或所述物理模型是模块化构建的，其中，能够配置每个固件
‑
模型
‑
模块(M1，M2，M3)或物理模型
‑
模块(M60，M62，M63，M64，M66，M67，M68)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述固件模型包括存储在所述控制装置(2)中的硬件相关的...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：