[发明专利]一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统及仿真方法

权利要求书

1.一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统，其特征在于：包括轨道交通控制系统、仿真控制器、牵引制动系统、扰动系统、动力融合系统、负载及速度传感器；

所述的轨道交通控制系统用于完成轨道交通自动驾驶控制算法计算，并将力矩指令传输给仿真控制器；

所述的仿真控制器分别与牵引制动系统、扰动系统双向信号连接，所述的仿真控制器用于完成牵引制动的仿真计算和扰动计算，并分别将牵引制动的仿真计算和扰动计算的计算结果分别输送给牵引控制系统和扰动系统；

所述的牵引控制系统和扰动系统输出的动力经过动力融合系统后带动负载转动，所述的速度传感器固定安装在负载上，所说的速度传感器与负载同步转动；

所述的速度传感器与轨道交通控制系统信号连接，所述的速度传感器用于采集实时速度数据。

2.如权利要求1所述的一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统，其特征在于：所述的牵引制动系统由驱动控制器和驱动电机组成，所述的驱动控制器用于控制驱动电机的工作状态，所述的扰动系统由加载控制器和加载电机组成，所述的加载控制器用于控制加载电机的工作状态。

3.如权利要求2所述的一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统，其特征在于：所述的动力融合系统采用双输入减速机，驱动电机的输出轴和加载电机的输出轴分别与双输入减速机的两个输入轴传动连接，双输入减速机的输出轴与负载传动连接。

4.如权利要求3所述的一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统，其特征在于：所述的负载采用惯量盘，所述的惯量盘采用多个可分离的金属盘组成。

5.如权利要求4所述的一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统，其特征在于：所述的速度传感器固定安装在惯量盘的旋转轴上。

6.一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统的仿真方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1，轨道交通控制系统将力矩指令发送到仿真控制器，所述的仿真控制器计算牵引制动力矩并通过驱动控制器控制控制驱动电机转动；

步骤2，仿真控制器通过现场总线读取驱动电机的转速，并折算成列车速度和列车位置；

步骤3，仿真控制器结合列车位置、路线数据以及列车速度，计算列车运行中的扰动力矩并通过加载控制器控制加载电机转动；所述的扰动力矩和牵引制动力矩的计算在同一个采样周期进行计算；

步骤4，驱动电机的输出轴以及加载电机的输出轴分别与双输入减速机的两个输入轴传动连接，双输入减速机的输出轴带动负载转动；

步骤5，根据所要模拟的列车负载情况调整负载惯量盘的数量；

步骤6，通过速度传感器采集惯量盘的转速，并反馈到轨道交通控制系统中，轨道交通控制根据惯量盘的转速折算成列车速度、列车加速度和列车位置，并根据上述参数调整力矩指令。

7.如权利要求6所述的一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统的仿真方法，其特征在于：所述的牵引制动力矩的计算方法具体步骤为：

步骤1，读取力矩指令；

步骤2，读取控制电机速度，并折算为列车速度、列车位置；

步骤3，按实际列车指令传输延时进行软件数据延时；

步骤4，依据计算的列车速度，按实际轨道交通牵引电机的恒功率特性，计算最大驱动电机力矩；

步骤5，比较力矩指令是否大于步骤4计算的最大驱动电机力矩，并将不超过最大驱动电机力矩的值传输给驱动控制器；

步骤6，下一采样周期重复步骤1至步骤5。

8.如权利要求6所述的一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统的仿真方法，其特征在于：所述的扰动力矩的计算方法具体步骤为：

步骤1，读取列车位置信息；

步骤2，根据线路数据和列车位置，计算列车坡道阻力；

步骤3，根据线路数据和列车位置，计算列车弯道阻力；

步骤4，根据列车速度信息，计算列车基本阻力；

步骤5，将上述阻力代数和，并将代数和传输给加载控制器，所述的加载控制器控制加载电机的输出力矩值；

步骤6，下一采样周期重复步骤1至步骤5。