[发明专利]机车半实物仿真装置、系统及方法

摘要

本发明公开了一种机车半实物仿真装置、系统及方法，装置包括：实时仿真单元、计算机和电气信号转换单元。计算机将模拟上层网络控制系统的控制指令转换为总线通讯协议发送至电气信号转换单元的通讯转换单元。通讯转换单元将控制指令发送至外部的实物控制器，实物控制器根据控制指令向被控对象模型输出控制信号，控制信号经电气信号转换单元发送至实时仿真单元，实时仿真单元根据控制信号计算被控对象模型状态信号输出结果，输出结果经电气信号转换单元发送至实物控制器，实物控制器将被控对象模型状态信号经通讯转换单元发回至计算机。本发明解决了现有系统仿真完整性和精度不高，无法准确进行功能验证，改造周期、效率和可执行性较低的技术问题。

主权项

1.一种机车半实物仿真装置，其特征在于，包括：实时仿真单元(2)、计算机(3)和电气信号转换单元(4)，所述电气信号转换单元(4)包括通讯转换单元(40)；所述计算机(3)将模拟的上层网络控制系统的控制指令转换为总线通讯协议发送至所述通讯转换单元(40)，所述通讯转换单元(40)将控制指令发送至外部的实物控制器(5)，所述实物控制器(5)根据上层网络控制系统的控制指令向被控对象模型输出控制信号；所述控制信号经过所述电气信号转换单元(4)进行信号转换后发送至所述实时仿真单元(2)，所述实时仿真单元(2)根据所述控制信号计算出被控对象模型状态信号的输出结果，所述输出结果经所述电气信号转换单元(4)进行信号转换后发送至所述实物控制器(5)，所述实物控制器(5)将被控对象模型状态信号通过通讯转换单元(40)发回至所述计算机(3)；所述电气信号转换单元(4)包括程控电阻单元(41)、第一电压转换单元(42)、第二电压转换单元(43)、第三电压转换单元(44)、第一电压/电流转换单元(45)、第二电压/电流转换单元(46)和电压放大转换单元(47)；所述程控电阻单元(41)用于模拟电阻负载变化，接收所述实物控制器(5)的恒流源输出，并通过所述计算机(3)调节电阻负载，从而调节所述负载电阻两端的电压，并将所述负载电阻的反馈电压输出至所述实物控制器(5)；所述第一电压转换单元(42)用于将所述实物控制器(5)的24V逆变器PWM脉冲控制信号转换为5V脉冲信号输入至所述实时仿真单元(2)，同时将所述实时仿真单元(2)输出的5V IGBT单管故障信号转换为24V电平信号输入至所述实物控制器(5)；所述第二电压转换单元(43)用于将所述实物控制器(5)的110V数字控制信号转换为5V脉冲信号输入至所述实时仿真单元(2)，同时将所述实时仿真单元(2)输出的5V数字状态信号转换为110V数字信号输入至所述实物控制器(5)；所述第三电压转换单元(44)用于将所述实时仿真单元(2)输出的5V速度脉冲信号转换为15V脉冲信号输入至所述实物控制器(5)；所述第一电压/电流转换单元(45)用于将所述实时仿真单元(2)输出的‑10V～10V模拟电压信号转换为‑600mA～600mA模拟电流信号输入至所述实物控制器(5)；所述第二电压/电流转换单元(46)用于将实时仿真单元(2)输出的‑10V～10V模拟电压信号转换为‑200mA～200mA模拟电流信号输入至所述实物控制器(5)；所述电压放大转换单元(47)用于将所述实时仿真单元(2)输出的‑10V～10V电网电压同步信号转换为‑30V～30V模拟电压信号输入至所述实物控制器(5)。