[发明专利]轨道交通车辆系统半实物仿真方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种轨道交通车辆系统半实物仿真方法，包括建立轨道交通车辆系统中牵引电路内关键部件的有限元模型，以及所述牵引电路内其余部件的数学模型；接收轨道交通车辆系统内的牵引控制器发送的控制信号；依据控制信号控制有限元模型以及数学模型进行相应的动作，得到动作后的输出参数；反馈输出参数至牵引控制器，并对输出参数进行显示。本发明能够提高轨道交通车辆系统中牵引电路内关键部件仿真模型的精度，进而更加准确全面的进行系统性能验证，且能够尽可能减小仿真模型构建时的数据量。本发明还提供了一种基于上述方法的轨道交通车辆系统半实物仿真装置及系统。

技术领域

本发明涉及轨道交通仿真技术领域，特别是涉及一种轨道交通车辆系统半实物仿真方法、装置及系统。

背景技术

研究轨道交通车辆系统性能时，需要建立轨道交通车辆系统的仿真模型，具体方法是：先利用仿真软件建立轨道交通车辆系统主电路的数学模型，达到模拟被控对象的目的，再将建立的数学模型下载至仿真器内，再制作电信号转换箱将仿真器和轨道交通车辆系统内的实物列车控制器联通，实现虚拟被控对象与实物列车控制器的硬件在环半实物仿真。参见图1和图2所示，图1为一种交直交机车牵引电传动系统的拓扑结构示意图；图2为现有技术中一种轨道交通车辆半实物仿真系统结构示意图。

但是目前在对轨道交通车辆系统建模时，常常简化和理想化了被控对象的数学模型，也忽略了一些影响因素和极端状况；如电机：1、忽略高次谐波和漏磁的影响，设三相绕组对称，在空间互差120电角度，所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布；2、忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的；3、忽略涡流损耗和磁滞损耗；4、不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响等。这种数学模型虽然容易构建，数据量小，但是会导致被控对象的仿真模型精度不高，无法准确全面进行系统性能验证。

因此，如何提供一种准确性、精度高的轨道交通车辆系统半实物仿真方法、装置及系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道交通车辆系统半实物仿真方法、装置及系统，能够提高轨道交通车辆系统中牵引电路内关键部件仿真模型的精度，进而更加准确全面的进行系统性能验证，且能够尽可能减小仿真模型构建时的数据量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种轨道交通车辆系统半实物仿真方法，包括：

建立所述轨道交通车辆系统中牵引电路内关键部件的有限元模型，以及所述牵引电路内其余部件的数学模型；

接收所述轨道交通车辆系统内的牵引控制器发送的控制信号；

依据所述控制信号控制所述有限元模型以及所述数学模型进行相应的动作，得到动作后的输出参数；

反馈所述输出参数至所述牵引控制器，并对所述输出参数进行显示。

优选地，所述牵引电路内关键部件为变压器和牵引电机。

优选地，所述有限元模型中的变量包括：

高次谐波、漏磁、涡流损耗、磁滞损耗、频率、温度、牵引电机绕组电阻、磁路饱、自感、互感的影以及电压、电流中任意几种的组合。

优选地，还包括：

将所述有限元模型以及所述数学模型转化为脚本文件进行保存；

相应的，接收所述控制信号后，调用所述脚本文件并运行，将所述控制信号输入所述脚本文件内，得到所述输出参数。

优选地，所述所述牵引电路内其余部件包括弓网系统、四象限整流器、直流滤波器、逆变器以及轮轨系统。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种轨道交通车辆系统半实物仿真装置，包括：