【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变流器仿真领域，具体是涉及到一种适用于变流器的半实物仿真运算插件及半实物仿真架构。
技术介绍
1、变流器系统涉及高压、大电流，调试试验往往需要耗费很大的人力物力。为了更便捷，低成本地验证变流器系统的控制单元及其算法，可以采用半实物实时仿真进行测试。硬件在回路仿真通过处理器运行实时仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过io电路与被仿电子控制单元进行信号传输。传统的半实物仿真解决方案中，多采用io接口模块与仿真计算模块分别作为独立的功能板卡组装而成；聚焦于增加io接口数量，增加系统容量及通用性。
2、例如，滕国栋等人采用独立式接口板卡实现io接口数据存储，并通过增强型spi协议进行io板卡与核心计算板卡间的通信。虽然背板采用了速率较快的增强型spi通信协议，但依然会增加单次仿真计算所需时长，影响了半实物仿真系统的实时性。而王坚等人所搭建半实物仿真系统中，通过输入输出转换模块将电信号转换成通讯信号，在实物控制器和仿真平台进行信号传输，该过程引入了延时，同样影响了半实物仿真系统的实时性。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种适用于变流器的半实物仿真运算插件及半实物仿真架构，以解决现有的半实物仿真解决方案中单次仿真计算所需时间比较长，且实时性不高的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种适用于变流器的半实物仿真运算插件，包括：处理器、与所述处理器连接的io接口电路、mosfet输出电路以及至少一个数模转换电路，所述数模转换电路将所述处理器计算得
3、可选的，所述半实物仿真运算插件还包括：模数转换电路，所述模数转换电路与所述处理器连接。
4、可选的，所述处理器为zynq芯片，所述zynq芯片包括：arm内核和与所述arm内核连接的fpga芯片，所述fpga芯片通过spi接口与所述数模转换电路连接，所述fpga芯片还与所述io接口电路以及所述mosfet输出电路连接。
5、可选的，所述fpga芯片通过一对一spi接口与所述数模转换电路配合。
6、可选的，所述数模转换电路包括：依次连接的串行接口、输入数据寄存器、dac闩锁电路以及数模转换单元；与所述串行接口与所述fpga芯片通过所述spi接口连接，所述fpga芯片采用同一个闩锁控制信号控制所有的所述数模转换电路，所述fpga芯片通过拉低所述闩锁控制信号控制所述数模转换单元随所述输入数据寄存器同步更新数据。
7、可选的，所述半实物仿真运算插件设置在机箱中，与机箱背板连接，再通过机箱内的系统管理插件与上位机连接，接受所述上位机的控制。
8、可选的，所述半实物仿真运算插件还包括：与所述处理器连接的多种存储器，用于存储半实物仿真的过程数据、计算结果以及日志文件。
9、基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提出了一种适用于变流器的半实物仿真架构，所述半实物仿真架构包括：系统管理插件、上位机以及至少一个如权利要求1-7中任一项所述的适用于变流器的半实物仿真运算插件；所述系统管理插件与所述上位机通信，并通过lvds高速总线与所述半实物仿真运算插件通信，所述上位机通过所述系统管理插件对被仿真变流控制器的仿真操作进行控制。
10、可选的，所述半实物仿真架构还包括：机箱总线背板，所述系统管理插件和所述半实物仿真运算插件分别通过lvds高速总线连接至所述机箱总线背板。
11、可选的，所述半实物仿真架构包括：多个所述半实物仿真运算插件，多个所述半实物仿真运算插件分别通过lvds高速总线连接至所述机箱总线背板，通过所述机箱总线背板进行不同的所述半实物仿真运算插件之间、以及所述半实物仿真运算插件与所述系统管理插件之间的通信。
12、从上面所述可以看出，本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本专利技术实施例的提供一种适用于变流器的半实物仿真运算插件及半实物仿真架构，半实物仿真运算插件包括：处理器、与所述处理器连接的io接口电路、mosfet输出电路以及至少一个数模转换电路，所述数模转换电路将所述处理器计算得到的电压信号和电流信号传输给被仿真变流控制器，所述mosfet输出电路模拟脉冲编码信号输出至所述被仿真变流控制器，所述io接口电路用于接收被仿真变流控制器传输过来的控制信号，并向所述被仿真变流控制器发送状态反馈信号，建立时间低，能够提高变流器半实物仿真的实时性，适用于变流实时仿真的低延时需求，能够扩展可适用场景，提高插件适用的灵活性。
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1.一种适用于变流器的半实物仿真运算插件，其特征是，所述半实物仿真运算插件包括：处理器、与所述处理器连接的IO接口电路、MOSFET输出电路以及至少一个数模转换电路，所述数模转换电路将所述处理器计算得到的电压信号和电流信号传输给被仿真变流控制器，所述MOSFET输出电路模拟脉冲编码信号输出至所述被仿真变流控制器，所述IO接口电路用于接收被仿真变流控制器传输过来的控制信号，并向所述被仿真变流控制器发送状态反馈信号。
2.如权利要求1所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述半实物仿真运算插件还包括：模数转换电路，所述模数转换电路与所述处理器连接。
3.如权利要求1所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述处理器为ZYNQ芯片，所述ZYNQ芯片包括：ARM内核和与所述ARM内核连接的FPGA芯片，所述FPGA芯片通过SPI接口与所述数模转换电路连接，所述FPGA芯片还与所述IO接口电路以及所述MOSFET输出电路连接。
4.如权利要求3所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述FPGA芯片通过一对一SPI接口与所述数模转换电路配合。
5.如权
6.如权利要求1所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述半实物仿真运算插件设置在机箱中，与机箱背板连接，再通过机箱内的系统管理插件与上位机连接，接受所述上位机的控制。
7.如权利要求1所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述半实物仿真运算插件还包括：与所述处理器连接的多种存储器，用于存储半实物仿真的过程数据、计算结果以及日志文件。
8.一种适用于变流器的半实物仿真架构，其特征是，所述半实物仿真架构包括：系统管理插件、上位机以及至少一个如权利要求1-7中任一项所述的适用于变流器的半实物仿真运算插件；所述系统管理插件与所述上位机通信，并通过LVDS高速总线与所述半实物仿真运算插件通信，所述上位机通过所述系统管理插件对被仿真变流控制器的仿真操作进行控制。
9.如权利要求8所述的半实物仿真架构，其特征是，所述半实物仿真架构还包括：机箱总线背板，所述系统管理插件和所述半实物仿真运算插件分别通过LVDS高速总线连接至所述机箱总线背板。
10.如权利要求9所述的半实物仿真架构，其特征是，所述半实物仿真架构包括：多个所述半实物仿真运算插件，多个所述半实物仿真运算插件分别通过LVDS高速总线连接至所述机箱总线背板，通过所述机箱总线背板进行不同的所述半实物仿真运算插件之间、以及所述半实物仿真运算插件与所述系统管理插件之间的通信。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于变流器的半实物仿真运算插件，其特征是，所述半实物仿真运算插件包括：处理器、与所述处理器连接的io接口电路、mosfet输出电路以及至少一个数模转换电路，所述数模转换电路将所述处理器计算得到的电压信号和电流信号传输给被仿真变流控制器，所述mosfet输出电路模拟脉冲编码信号输出至所述被仿真变流控制器，所述io接口电路用于接收被仿真变流控制器传输过来的控制信号，并向所述被仿真变流控制器发送状态反馈信号。
2.如权利要求1所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述半实物仿真运算插件还包括：模数转换电路，所述模数转换电路与所述处理器连接。
3.如权利要求1所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述处理器为zynq芯片，所述zynq芯片包括：arm内核和与所述arm内核连接的fpga芯片，所述fpga芯片通过spi接口与所述数模转换电路连接，所述fpga芯片还与所述io接口电路以及所述mosfet输出电路连接。
4.如权利要求3所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述fpga芯片通过一对一spi接口与所述数模转换电路配合。
5.如权利要求4所述的半实物仿真运算插件，其特征是，所述数模转换电路包括：依次连接的串行接口、输入数据寄存器、dac闩锁电路以及数模转换单元；与所述串行接口与所述fpga芯片通过所述spi接口连接，所述fpga芯片采用同一个闩锁控制信号控制所有的所述数模转换电路，所述fpga芯片...
【专利技术属性】
技术研发人员：李程，李素芬，吴文慧，李泽泉，曾俊，邱岳烽，朱碧涛，胡晓东，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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