[发明专利]机车及动车组粘着控制仿真系统和仿真方法

说明书

本发明提供一种机车及动车组粘着控制仿真系统和仿真方法，所述仿真系统包括实车控制器、第一仿真机和信号转换单元，信号转换单元分别与实车控制器和第一仿真机电性连接；实车控制器为机车及动车组的牵引驱动控制单元，用于向第一仿真机发送粘着控制指令，并接收第一仿真机发送的模拟运行信号；第一仿真机用于根据粘着控制指令运行仿真模型得到所述模拟运行信号，向实车控制器发送所述模拟运行信号；信号转换单元，用于转换实车控制器和第一仿真机之间的传输信号。本发明提供的机车及动车组粘着控制仿真系统和仿真方法，解决了现有技术中的仿真效果很难与现场的实际效果一致的问题和仿真实时性和快速性问题，提高了仿真效果。

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，尤其涉及一种机车及动车组粘着控制仿真系统和仿真方法。

背景技术

目前，高速铁路、城市轨道和重载铁路等轮轨交通进入了飞速发展时期。在轮轨交通中，机车动轮和钢轨之间的粘着力是驱动机车运行的最终动力，高性能机车需要配置高性能的粘着控制技术，因此机车粘着控制技术的研究对于提高机车性能至关重要。然而，轮轨之间的粘着力对环境状况比较敏感，通常会受到多方面因素的影响，并且试验场地有限，机车粘着控制试验不便于在真实环境下进行，通常借助仿真手段来实现。

现有技术中，机车粘着控制仿真系统主要采用国际通用的SIMPACK-MATLAB仿真工具来实现。具体的，使用SIMPACK构建机车转向架、车体及钢轨，规定各部件的自由度及铰接方式，分析受力情况，建立完整的机车模型，使用MATLAB建立机车牵引传动及电机控制模型，并将牵引传动及电机控制模型引入到机车模型中，从而构建出机车粘着控制仿真系统，对机车粘着控制进行仿真试验。

然而，采用上述方法建立的机车粘着控制仿真系统，无法模拟机车实际控制效果，导致仿真效果很难与现场的实际效果一致，仿真效果不佳。

发明内容

本发明提供一种机车及动车组粘着控制仿真系统和仿真方法，用于解决现有技术中的仿真效果很难与现场的实际效果一致，和仿真实时性和快速性低等仿真效果不佳的问题。

第一方面，本发明提供的机车及动车组粘着控制仿真系统，包括：实车控制器、第一仿真机和信号转换单元，所述信号转换单元分别与所述实车控制器和所述第一仿真机电性连接；

所述实车控制器为机车实现粘着控制的单元，用于运行粘着控制程序，向所述第一仿真机发送粘着控制指令，并接收所述第一仿真机发送的模拟运行信号；

所述第一仿真机，用于根据所述粘着控制指令运行仿真模型得到所述模拟运行信号，并向所述实车控制器发送所述模拟运行信号；

所述信号转换单元，用于转换所述实车控制器和所述第一仿真机之间的传输信号。

可选的，所述机车及动车组粘着控制仿真系统还包括飞轮试验台，所述飞轮试验台用于模拟不同工况下的机车粘着状态，得到粘着状态参数，并向所述第一仿真机发送所述粘着状态参数，以使所述第一仿真机根据所述粘着状态参数和所述粘着控制指令运行所述仿真模型；

其中，所述粘着状态参数包括轮轨状态参数和牵引负载参数。

可选的，所述飞轮试验台包括粘着试验台，所述粘着试验台用于模拟不同工况下的机车轮轨状态，得到所述轮轨状态参数，所述轮轨状态参数包括轨面介质参数、轴重参数和轮轨冲角参数。

可选的，所述飞轮试验台还包括飞轮负载试验台，所述飞轮负载试验台用于模拟不同工况下的机车负载状态，得到所述牵引负载参数，所述牵引负载参数包括牵引质量参数、运行阻力参数和坡道阻力参数。

可选的，所述仿真模型包括主电路模型、电机模型、整车模型以及下述模型中的至少一种：牵引模型、弓网模型、线路模型、轮轨模型和车辆动力学模型。