本发明专利技术涉及一种采用工业级仿真工具对高速列车进行模拟仿真，更具体地说是指一种基于RT-LAB的牵引控制单元实时在线仿真测试方法，以及采用这种方法的系统。其采用RT-LAB仿真机实时模拟多个牵引控制单元的牵引系统、牵引电机以及传动装置，通过所述的RT-LAB仿真机提供输出或者采集外部信号，实时化的模拟所述牵引控制单元真实设备之间实现实时的信号交互，模拟仿真牵引控制单元对高速列车的仿真控制。进而提供了一种利用工业仿真系统对高速列车牵引控制单元进行实时模拟仿真的方法，另外还进一步提供了采用这种方法的系统，能够对实现现有高速列车内部系统的改进非常方便提供大量的技术参考数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种采用エ业级仿真工具对高速列车进行模拟仿真，更具体地说是指一种基于RT-LAB的牵引控制単元实时在线仿真测试方法，以及采用这种方法的系统。
技术介绍
在轨道交通车辆中，牵引变流器是交流传动系统的核心部分，牵引变流器工作状态的控制监测由牵引控制单元来完成，牵引控制単元也是列车控制网络的重要组成设备。高速列车控制系统承担着整个动车组的控制、监视与诊断与保护任务，负责完成列车的运行控制、监视、诊断功能，通过列车网络控制和管理列车的牵引系统、制动系统、高压系统、辅助供电、空调、行车安全设备、车门、照明等几乎所有子系统，其中牵引系统是与列车控制网络关系最密切的系统，是最重要的列车控制网络设备之一。牵引控制単元与列车中央控制单元以及其他网络设备之间有大量的信息交互，牵引控制的优劣不仅本身直接影响到列车牵引性能的好坏，同时对列车网络控制系统整车逻辑控制和设备管理也会造成影响。因而高速列车的牵引控制单元是不能脱离列车控制网络而存在的，而且多个牵引控制单元之间也有信息交互和控制逻辑，整车控制的概念滲透到牵引控制単元的控制逻辑中去。但是现有的技术存在没有对牵引控制单元进行在列车网络的真实环境下进行实时在线仿真，也没有对全列多牵引控制单元进行在线仿真的，因而无法满足高速列车的牵引控制单元的实时在线仿真的要求。
技术实现思路
本专利技术就是基于现有技术的不足，提出了ー种利用エ业仿真系统对高速列车牵引控制单元进行实时模拟仿真的方法，另外还进ー步提供了采用这种方法的系统，能够对实现现有高速列车内部系统的改进非常方便提供大量的技术參考数据。为了实现上述的专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案。—种基于RT-LAB的牵引控制单元实时在线仿真方法，采用RT-LAB仿真机实时模拟多个牵引控制単元的执行机构高压系统、牵引系统和牵引电机以及传动装置，通过所述的RT-LAB仿真机通过实时采集外部信号并实时解算模型，通过驱动提供仿真机的输入输出板卡提供信号给真实的牵引控制単元，实时化的模拟所述牵引控制单元真实设备之间实现实时的信号交互，模拟仿真牵引控制单元对高速列车的牵引控制，以便构成实现对牵引控制单元实施模拟仿真在线测试的基本结构。高速列车整车的控制思想始终贯穿在牵引控制単元控制逻辑设计中，不同的牵引控制单元与列车控制网络之间的控制逻辑和交互的信息是不同的，列车对四个牵引単元的控制也是不同的，所以对于多个牵引控制单元的在线仿真才是真正的高速列车的牵引控制单元的在线仿真。进ー步，在列车控制网络的环境下，对多个牵引控制单元进行在线仿真。牵引控制、単元是列车控制网络的最重要的组成设备之一，与列车控制紧密相关，牵引控制单元不仅是控制列车的牵引系统完成对列车的牵引，同时要与列车的中央控制单元进行大量的信息交互，听从中央控制单元的控制指令，反馈自身的状态，參与到整车的控制逻辑中去，直接影响列车的运行性能。牵引控制单元是不能脱离列车控制网络而存在的，整车控制的概念滲透到牵引控制単元的控制逻辑中，列车控制网络对不同的牵引控制単元的进行控制，且与工作的牵引控制単元的数量相关，所以牵引控制単元在线仿真在列车控制网络环境下完成。进ー步地,牵弓I控制单元实时在线仿真测试方法，是对真实的高速列车的车载牵引控制单元的在线仿真。进ー步地，全列牵引控制单元在列车网络的控制下，牵引控制单元有主控和从控之分。例如为了减少全列的网侧谐波，主控牵引控制单元和从控牵引控制单元的控制角度是不同的。牵引控制单元实时在线仿真测试方法，是对四个真实的牵引控制单元的执行机构高压系统仿真模型、牵引变流器主电路模型和牵引电机模型以及传动装置模型的仿真， 且在列车网络控制的环境下，从而可以测试多个牵引控制单元同时正常工作时的控制逻辑和控制策略。更进一歩，所述的RT-LAB仿真机包括相互之间数据连通的至少一台主机以及ー台目标机，所述主机与目标机上分别执行不同的系统用以实时模拟仿真执行机构。更具体地说，所述的主机上运行windows操作系统；所述的目标机上运行QNX实时操作系统，执行所述主机传输的代码以及执行实时代码以实时模拟仿真执行机构。另外，所述的RT-LAB仿真机采用多个CPU来仿真所述牵引控制单元的执行机构，所述RT-LAB仿真机中的至少两个CPU用于解算所述的多台牵引控制単元所需要的执行机构高压系统仿真模型、牵引变流器主电路模型和牵引电机模型以及传动装置模型，其中至少两个CPU用于对RT-LAB仿真机的输入输出信号进行处理多CPU对牵引控制单兀的模拟仿真可以带来理想的计算效率以及強大的功能支持。更进ー步地，对于牵引控制单元执行机构的仿真模型的建立。高压系统仿真模型、牵引变流器主电路模型和牵引电机模型以及传动装置模型采用MATLAB语言和Powersystem模型混合编译,利用了两种方式的各自优点。对RT-LAB仿真机的外围输入输出板卡进行驱动主要是处理牵引系统模型与实时操作系统以及硬件板卡之间的通信。在仿真模型中对四象限整流器和电机逆变器控制脉冲的采集上，使用了 RT-LAB自带的RT-EVENTS模型库，该RT-EVENTS模型库是基于事件触发系统的仿真模块包，RT-EVENTS模型库可以做到定步长的硬件实时运算，并且能够自动生成代码运行。针对离散计算机系统对发生在采样点中间时刻的脉冲信号的产生的捕获，RT-EVENTS通过高频FPGA硬件板卡进行采样处理和补偿，以实现脉冲的精准发送和采集。采用上面所述的牵引控制单元实时在线仿真测试方法的系统，所述的系统实时在线仿真至少ー个牵引控制単元，其中所述的系统包括RT-LAB仿真机，以及分别与该RT-LAB仿真机连通的数字信号调理箱和模拟信号调理箱的信号调理模块，分别信号调理模块连通至少一台实物控制器。进ー步地，所述的系统实时在线仿真一个牵引控制单元，其中所述的系统包括RT-LAB仿真机，与该RT-LAB仿真机连通的数字信号调理箱和模拟信号调理箱，以及与该数字信号调理箱连通的实物控制器，该实物控制器还与所述的RT-LAB仿真机数据导通，另外与该RT-LAB仿真机通过网络协议连接上位机。结合上面的说明，更进ー步说明本专利技术的方法和系统，基于RT-LAB的牵引控制单元实时在线仿真为高速列车全列多牵引控制単元的在线仿真测试提供了平台，从而可以使牵引控制単元列车控制网络的环境下，建立由多个牵引控制单元的在线测试台，对牵引控制単元的控制逻辑以及与列车控制网络的关系进行深入的研究。基于RT-LAB的牵引控制单元实时在线仿真模型的独特性在于I、应用エ业仿真系统RT-LAB(由加拿大Opal-RT公司推出的一种全新的基于模型的工程设计应用平台)对高速列车的多个牵引控制单元的实时在线仿真测试。RT-LAB实时仿真系统具有最优化的硬件实时调度和高速XHP模式，允许用户能够以非常快的速度在目标机上计算实时模型，用户能够运行比分布式处理器更复杂的模型。同吋，RT-LAB具有很好的开放性和非定制性。 2、基于RT-LAB的牵引控制単元实时在线仿真测试方法，是对高速列车的牵引控制単元的在线仿真，使真实的牵引控制单元能够在列车控制网络的环境下，进入列车牵引/制动的正常工作状态，完成对列车牵引控制功能，从而可以对高速列车全列牵引控制単元进行在线测试和控制研究。3、基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于RT？LAB的牵引控制单元实时在线仿真测试方法，其特征在于，采用RT？LAB仿真机实时模拟同列车多个牵引控制单元的执行机构牵引系统、牵引电机以及传动装置，通过所述的RT？LAB仿真机采集牵引控制单元输出信号实时输出牵引控制单元所需信号，实时化的模拟所述牵引控制单元真实设备之间实时的信号交互，模拟仿真牵引控制单元对高速列车的牵引控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏菲，郑雪洋，马志文，赵卫红，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京纵横机电技术开发公司，
类型：发明
国别省市：
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