[发明专利]列车电气牵引传动四象限整流器虚拟教学系统及方法

权利要求书

1.一种列车电气牵引传动四象限整流器虚拟教学系统，其特征在于，包括：

系统管理员端、学生端和教师端；其中：

所述系统管理员端提供与四象限整流器功能实验及故障实验相关的教学资源和实验材料，储存用户与系统交互数据，以及对学生在线实验的实验操作和测评题目进行智能评估；

所述学生端用于供学生完成四象限整流器功能实验和故障实验；

所述教师端用于根据所述智能评估后的结果综合打分，并对系统进行反馈评价；

四象限整流器功能实验分为单桥实验和双桥实验，学生在空白处输入接触网电压有效值，提交参数后观察输入电压、输入电流及输出电压的波形，根据波形重置接触网电压有效值，几次实验后使结果逐渐逼近机车实际运行的接触网电压额定值，观察不同参数对实验波形的影响，并记录实验波形；系统按顺序记录学生输入的数值；其中，单桥实验学生可以输入接触网电压有效值的最大次数为M₁次，学生实际输入的接触网电压有效值次数为m₁次，学生实际输入的接触网电压有效值数值为U_1i，1≤i≤M₁，双桥实验学生输入接触网电压有效值的最大次数为M₂次，学生实际输入的接触网电压有效值次数为m₂次，学生实际输入的接触网电压有效值数值为U_2j，1≤j≤M₂，其中，M₁、M₂均为大于3的确定正整数；所述的四象限整流器故障实验包括模块过电压及过电流故障实验、CCU与TCU通讯故障实验、主逆检查到水压故障实验，学生根据屏幕上显示的故障现象，在提供的选项中选出故障原因，故障原因选择正确后在提供的选项中选出故障对机车运行产生的影响，其中，模块过电压及过电流故障实验故障原因选项个数为N₁个，故障影响选项个数为N₂个，直到学生全部选择正确后系统记录两道题被选择的总次数为N_S1次，CCU与TCU通讯故障实验故障原因选项个数为N₃个，故障影响选项个数为N₄个，直到学生全部选择正确后系统记录两道题被选择的总次数为N_S2次，主逆检查到水压故障实验故障原因选项个数为N₅个，故障影响选项个数为N₆个，直到学生全部选择正确后系统记录两道题被选择的总次数为N_S3次；其中N₁、N₂、N₃、N₄、N₅、N₆为大于1的正整数，2≤N_S1≤N₁+N₂，2≤N_S2≤N₃+N₄，2≤N_S3≤N₅+N₆；

所述教师端根据所述智能评估后的结果综合打分后，学生的实验总分T的计算公式为：T＝W_A·T_A+W_B·T_B+W_C·T_C；其中，W_A、W_B、W_C分别为实验操作评分T_A、测评题目得分T_B和实验报告成绩T_C的权重，W_A+W_B+W_C＝1，W_A＞W_B＝W_C；

T_A＝T_A1+T_A2+T_A3；其中，T_A1＝q₁T_A11+q₂T_A12；T_A2＝q₁T_A21+q₂T_A22，其中，T_A1的计算公式中，q₁，q₂分别为系统判定学生输入的数值平均值得到的成绩T_A11以及判定学生输入的数值距机车实际运行的接触网电压额定值U的变化趋势△_1i得到的成绩T_A12权重，T_A2的计算公式中，q₁，q₂分别为系统判定学生输入的数值平均值得到的成绩T_A21以及判定学生输入的数值距机车实际运行的接触网电压额定值U的变化趋势△_1j得到的成绩T_A22权重，由于平均值更能反应学生对知识的掌握程度，因此q₁+q₂＝1且q₁＞q₂；

其中，U为机车实际运行的接触网电压额定值25kV；为单桥实验中学生实际输入的接触网电压有效值数值U_1i的平均值，1≤i≤M₁，m₁为单桥实验中学生实际输入的接触网电压有效值次数；为双桥实验中学生实际输入的接触网电压有效值数值U_2j的平均值，1≤j≤M₂，m₂为双桥实验中学生实际输入的接触网电压有效值次数；T_A11’为单桥实验中平均值判定的总分，T_A21’为双桥实验中平均值判定的总分，k₁，k₂为系数且k₂＜k₁＜1；其中，m₁’为单桥实验中系统记录的△_1i＜0的次数，△_1i反应了学生输入的数值距机车实际运行的接触网电压额定值U的趋势，S_1i＝(U_1i-U)²，Δ_1i＝S_1i-S_1(i-1)；m₂’为双桥实验中系统记录的△_2j＜0的次数，△_2j反应了学生输入的数值距机车实际运行的接触网电压额定值U的趋势，S_2j＝(U_2j-U)²，Δ_2j＝S_2j-S_2(j-1)；T_A12’为单桥实验中变化趋势△_1i判定的总分，T_A22’为双桥实验中变化趋势△_2j判定的总分，若实验中出现△_1i或△_2j都为0的情况，则得分为

T_A31’、T_A32’、T_A33’分别为四象限整流器的IGBT模块过电压及过电流故障实验、CCU与TCU通讯故障实验、主逆检查到水压故障实验的的满分；N_S1、N_S2、N_S3为分别为模块过电压及过电流故障实验、CCU与TCU通讯故障实验、主逆检查到水压故障实验中学生全部选择正确后系统记录两道题被选择的总次数。