[发明专利]一种机车及动车组控制算法测试系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种机车及动车组控制算法测试系统及其使用方法，用于对控制算法模型进行仿真测试，包括：被控对象模型、第一仿真单元、第二仿真单元和牵引控制单元，其中第一仿真单元包括第一仿真板卡和第一调理模块，第二仿真单元包括第二仿真板卡和第二调理模块，本测试系统通过增加第一仿真单元和第二仿真单元的配合运用，综合了各自的优势，达到优势互补，能够在算法的设计开发阶段、测试验证阶段、参数细调阶段都实现充分的仿真测试，以满足设计需求，排除控制算法在应用中可能存在的问题，降低现场调试的成本和风险。

技术领域

本发明涉及仿真系统领域，尤其涉及一种机车及动车组控制算法测试系统及其使用方法。

背景技术

随着轨道列车的广泛应用和不断发展，对电机控制技术的有效性、可靠性要求越来越高。控制算法为机车及动车组控制系统的核心，在控制算法的开发过程中，仿真有助于在设计过程中及时发现问题，避免在产品试制完成后发现控制方案问题带来的人力、物力、财力的浪费。仿真技术可以分为离线仿真和半实物仿真，半实物仿真根据模型和实物的不同，可分为快速控制原型和硬件在环两种形式。通过有效的建模方法可使仿真结果无限逼近真实，在实验室环境下就可以实现产品调试验证，并能一定程度甚至全面替代产品试验。目前，国内外的专利文献中尚未看到集离线仿真、快速控制原型、硬件在回路多种方法于一体来进行控制算法开发与测试的相关文献。

发明内容

本发明提供一种机车及动车组控制算法测试系统及其使用方法，以克服产品试制完成后发现控制方案问题带来的人力、物力、财力的浪费。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种机车及动车组控制算法测试系统，用于对控制算法模型进行仿真测试，其特征在于，包括：被控对象模型、第一仿真单元、第二仿真单元和牵引控制单元；

被控对象模型用于模拟控制算法模型要控制的对象以及对象所运行的环境，为控制算法模型的开发验证提供测试条件；

第一仿真单元包括第一仿真板卡和第一调理模块；

所述第一仿真板卡用于将控制算法模型自动生成对应代码并运行在第一仿真板卡中，实现控制算法模型在第一仿真板卡的对应时钟周期内执行，输出控制信号，并采集被控对象反馈信号，进而形成闭环控制；

所述第一调理模块用于第一仿真板卡与被控对象之间的反馈信号及控制信号的类型及范围的转换，其中被控对象是运行着被控对象模型的第二仿真单元；

第二仿真单元包括第二仿真板卡和第二调理模块；

所述第二仿真板卡用于被控对象模型实时运行时，将被控对象模型自动生成代码并运行在第二仿真板卡中；

第二调理模块用于控制信号及被控对象反馈信号类型及范围转换，接收控制算法单元的控制信号后将其进行信号转换并传输至被控对象模型进行运算，同时将运算结果信号进行信号转换并返回控制算法单元，实现第二仿真板卡与控制算法单元之间的信号交互，其中控制算法单元是指运行着控制算法模型的第一仿真单元或牵引控制单元；

牵引控制单元为控制算法模型运行的载体，用于运行由控制算法模型自动生成的嵌入式代码，形成控制信号并传输给第二仿真单元，同时接收第二仿真单元产生的信号作为反馈，形成闭环控制。

进一步的，所述第一仿真板卡包括第一处理器板卡、第一高速仿真板卡及第一模拟量板卡和第一数字量板卡；

所述第一处理器板卡和第一高速仿真板卡用于相互配合完成控制算法模型运行形成控制信号；

所述第一模拟量板卡和第一数字量板卡用于反馈信号的采集和控制信号的发出。

进一步的，所述第二仿真板卡包括第二处理器板卡、第二高速仿真板卡及第二模拟量板卡和第二数字量板卡；