一種交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括實物控制單元，其中包括軋機傳動系統(tǒng)的控制器，輸出控制信號；實時仿真單元，其中包括實時仿真器，運行有軋機傳動系統(tǒng)的主電路模型，并通過相應的信號接口收發(fā)電氣信號，以進行模擬仿真計算；信號轉(zhuǎn)換單元，其連接在實物控制單元與實時仿真單元之間，用于將實物控制單元輸出的控制信號轉(zhuǎn)換為實時仿真單元能夠接收的電氣信號，提供給實時仿真單元，以及用于將實時仿真單元輸出的模擬仿真結果轉(zhuǎn)換為實際工作信號，提供給實物控制單元，從而實現(xiàn)對軋機傳動系統(tǒng)控制器的仿真測試。
【專利說明】一種交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及仿真控制技術，尤其是一種交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]冶金軋機傳動工況具有負載突變嚴重、過載倍數(shù)高、響應速度和可靠性要求非常高的特點。為了確保傳動系統(tǒng)安全可靠地運行，冶金軋機控制器的開發(fā)必須基于嚴格的試驗基礎。對此，現(xiàn)有技術中通常采用以下兩種方式對冶金軋機控制器進行調(diào)試驗證:
[0003]1、在真實的軋制生產(chǎn)線上進行調(diào)試驗證；
[0004]2、采用工程對象電機對力的方法確定控制模型和響應能力是否符合要求。
[0005]在真實的軋制生產(chǎn)線上進行研究驗證的方法不僅投資巨大，而且試驗中還面臨其他冶金設備的損耗，具有一定的危險性，并且驗證機會少，使用效率低。為了克服上述弊端，許多研究機構和公司采用工程對象電機對力的方法確定控制模型和響應能力是否符合要求。即，借助較小功率電機等效模擬大功率冶金軋機電機來研究軋機的工作特性。然而該方法僅考慮了控制響應，缺乏對軋制過程、軋制工藝的模擬，且電機參數(shù)存在諸多不確定因素，因此最終獲得的結果的可靠性和準確度并不理想。
[0006]如何充分考慮冶金軋機系統(tǒng)參數(shù)和工作特性，搭建一套準確、廉價的仿真測試平臺，對交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)性能進行實時測試，一直是相關技術人員致力解決的技術問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提出的交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)，其包括:
[0009]實物控制單元，其中包括所述軋機傳動系統(tǒng)的控制器，所述控制器輸出控制信號;
[0010]實時仿真單元，其中包括實時仿真器，所述實時仿真器中運行有所述軋機傳動系統(tǒng)的主電路模型，并通過相應的信號接口收發(fā)電氣信號，以進行模擬仿真計算；
[0011]信號轉(zhuǎn)換單元，其連接在所述實物控制單元與實時仿真單元之間，用于將所述實物控制單元輸出的控制信號轉(zhuǎn)換為所述實時仿真單元能夠接收的電氣信號，提供給所述實時仿真單元，以及用于將所述實時仿真單元輸出的模擬仿真結果轉(zhuǎn)換為實際工作信號，提供給所述實物控制單元，從而實現(xiàn)對所述軋機傳動系統(tǒng)控制器的仿真測試。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述軋機傳動系統(tǒng)的主電路模型可以包括:
[0013]組合模型一，其由整流側(cè)的供電電源、斷路器、整流變壓器、主機整流器和主機勵磁回路的模型組合而成；
[0014]組合模型二，其由整流側(cè)的充電回路、從機整流器、中間回路和從機勵磁回路的模型組合而成；
[0015]組合模型三，其由主機逆變器側(cè)的主機斬波回路、主機逆變器、主機和主機速度傳感器的模型組合而成；
[0016]組合模型四，其由從機逆變器側(cè)的從機斬波回路、從機逆變器、從機和從機速度傳感器的模型組合而成。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述實時仿真器可以由若干串行處理板構成，每一所述串行處理板上運行一所述組合模型。
[0018]進一步地，每一所述串行處理板通過所述信號轉(zhuǎn)換單元接收所述實物控制單元發(fā)出的控制信號，同時通過數(shù)據(jù)總線接收其他所述串行處理板輸出的電氣信號，在此基礎上根據(jù)內(nèi)部運行的組合模型計算并輸出相應的模擬仿真結果。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述實時仿真器可以由若干串行處理板和若干并行處理板構成，每一所述串行處理板和一所述并行處理板構成一功能單元組，共同運行一所述組合模型。
[0020]進一步地，在所述組合模型一中，所述供電電源、斷路器、整流變壓器和主機勵磁回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述主機整流器的模型運行在一所述并行處理板上；
[0021]在所述組合模型二中，所述充電回路、中間回路和從機勵磁回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述從機整流器的模型運行在一所述并行處理板上；
[0022]在所述組合模型三中，所述主機斬波回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述主機逆變器、主機和主機速度傳感器的模型運行在一所述并行處理板上；
[0023]在所述組合模型四中，所述從機斬波回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述從機逆變器、從機和從機速度傳感器的模型運行在一所述并行處理板上。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實施例，每一所述功能單元組中:
[0025]所述串行處理板接收同組并行處理板的輸出信號，并接收其他功能單元組的串行處理板的輸出信號，在此基礎上根據(jù)內(nèi)部運行的仿真模型計算得到本串行處理板的輸出信號，該輸出信號作為模擬仿真結果傳遞給同組并行處理板，由同組并行處理板輸出給所述信號轉(zhuǎn)換單元；
[0026]所述并行處理板通過所述信號轉(zhuǎn)換單元接收所述實物控制單元輸出的控制信號，并接收同組串行處理板的輸出信號，在此基礎上根據(jù)內(nèi)部運行的仿真模型計算得到本并行處理板的輸出信號，該輸出信號傳遞給同組串行處理器或者作為模擬仿真結果輸出給所述信號轉(zhuǎn)換單元。
[0027]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的實施例具有以下優(yōu)點:
[0028]1、本發(fā)明提供的交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)為變流控制器的調(diào)試與測試構建出虛擬現(xiàn)場的運行環(huán)境，完全滿足交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)產(chǎn)品調(diào)試、測試中各項功能與性能的要求，大大降低了交直交冶金軋機傳動控制器產(chǎn)品開發(fā)對試驗資源的依賴程度。特別是能夠解決現(xiàn)有技術中針對傳動系統(tǒng)性能采用的測試方法成本偏高，不具備實時性的問題
[0029]2、本發(fā)明提供的交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)，可實時為軋機傳動系統(tǒng)產(chǎn)品的分析、設計和改進提供有效的手段和工具，為售前方案、售后調(diào)試提供有力的數(shù)據(jù)支撐，并達到了快速響應市場需求、準確定位電傳動系統(tǒng)特點的目的。
[0030]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0032]圖1是本發(fā)明提出的半實物仿真系統(tǒng)的一個實施例的組成結構示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實施例中冶金軋機傳動系統(tǒng)的主電路的組成結構示意圖；
[0034]圖3是圖2所示主電路中各功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互關系的示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明實施例中帶有采用串行模式構建的實時仿真器的半實物仿真系統(tǒng)的結構不意圖；
[0036]圖5是本發(fā)明實施例中帶有采用串行+并行模式構建的實時仿真器的半實物仿真系統(tǒng)的結構示意圖；
[0037]圖6是圖5所示的半實物仿真系統(tǒng)的具體架構示意圖。

【具體實施方式】
[0038]本發(fā)明提出的交直交軋機主傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)采用實際控制器+虛擬仿真對象=硬件在回路(HIL)仿真系統(tǒng)的模式構建，用于冶金軋機主傳動控制器軟件硬件的設計和測試，能夠有效節(jié)約試驗成本和縮短開發(fā)周期。
[0039]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0040]如圖1所示，是本發(fā)明提出的交直交軋機主傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)的一個實施例的組成示意圖。該半實物仿真系統(tǒng)包括了實時仿真單元100、實物控制單元200和信號轉(zhuǎn)換單元300。
[0041]實時仿真單元100中運行虛擬的仿真模型，用于模擬冶金軋機傳動系統(tǒng)的主電路。在具體實施時，實時仿真單元100可以進一步細分為實時仿真器110和用于建立修改模型、監(jiān)控數(shù)據(jù)，設置參數(shù)的上位機120。其中，實時仿真器110內(nèi)運行了主電路相關對象的實時仿真模型，并通過自帶的10接口收發(fā)相關的電氣信號。
[0042]實物控制單元200為真實的軋機主傳動控制器，根據(jù)指令發(fā)出相應的控制指令，以對冶金軋機傳動系統(tǒng)進行實時控制。在本實施例中，實物控制單元200包括了控制盤和實物控制器(圖中未示出)。對于變流器系統(tǒng)而言，用戶可以通過控制盤面板來控制變流器系統(tǒng)啟/停、設定運行頻率、查詢變流系統(tǒng)的運行狀態(tài)，修改變流系統(tǒng)的運行參數(shù)等。例如，通過控制盤自帶的RS485接口，采用串行通信的方式，使用Modbus RTU協(xié)議實現(xiàn)對變流器系統(tǒng)的監(jiān)控，從而實現(xiàn)對電機的調(diào)速和實時監(jiān)控，包括電機的啟動、停止及速度等。而冶金軋機主傳動系統(tǒng)主電路的控制器的核心任務是根據(jù)指令完成對變流器、電勵磁同步電機的實時控制，同時還具備整體的故障保護功能、模塊級的故障自診斷功能和輕微故障的自復位功能。
[0043]信號轉(zhuǎn)換單元300連接在實時仿真單元100與實物控制單元200之間，用于負責實時仿真單元100與實物控制單元200之間的數(shù)據(jù)交互。由于實時仿真單元100中的實時仿真器110通過自帶的10接口收發(fā)的電氣信號等級較低:一般數(shù)字信號為5V電平，模擬信號為-10V?10V的模擬電壓，其與實物控制單元200中的實物控制器通過自帶的10接口收發(fā)的電氣信號不對等。因此本發(fā)明設置了信號轉(zhuǎn)換單元300用于二者之間的電氣轉(zhuǎn)換。在本實施例中，信號轉(zhuǎn)換單元300可以包括以下四個部分:24V/5V轉(zhuǎn)換、5V/15V轉(zhuǎn)換、U/I轉(zhuǎn)換、電壓放大轉(zhuǎn)換(圖中未示出)。
[0044]24V/5V轉(zhuǎn)換:用于將實物控制單元輸出的24V脈沖信號轉(zhuǎn)換為5V脈沖信號輸入到實時仿真單元中；同時將實時仿真單元輸出的5V IGBT單管故障信號轉(zhuǎn)換為24V電平信號輸入到實物控制單元中。
[0045]5V/15V轉(zhuǎn)換:用于將實時仿真單元輸出的電機速度信息相關的5V脈沖信號以及位置信息相關的5V脈沖信號轉(zhuǎn)換為15V模擬信號輸入到實物控制單元中。
[0046]U/I轉(zhuǎn)換:將實時仿真單元輸出的-10V?10V的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為_600mA?600mA的模擬電流信號輸入到實物控制單元中。
[0047]電壓放大轉(zhuǎn)換:將實時仿真單元輸出的-10V?10V的電網(wǎng)電壓同步信號轉(zhuǎn)換為-30V?30V的模擬電壓信號輸入到實物控制單元中。
[0048]如圖2所示，在本實施例中，冶金軋機傳動系統(tǒng)主電路可以按照拓撲結構和功能作用劃分為以下十一個部分:
[0049]供電電源，為傳動系統(tǒng)提供工作電源，一般為10kV 50Hz高壓交流電網(wǎng)。
[0050]斷路器，根據(jù)指令完成斷路器動作。
[0051 ] 充電回路，根據(jù)充電指令對支撐電容進行充電。
[0052]整流變壓器，通常為雙繞組整流變壓器并在輸出端配置有濾波電感，能夠按照一定比例將高壓的電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為3160V以下的交流電源輸出。
[0053]兩套整流器1、2，將整流變壓器提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出。
[0054]中間回路，主要包含支撐電容，與線路電抗器(圖中未示出)一起構成直流濾波回路，用于濾除直流回路中的電流諧波。
[0055]兩套逆變器1、2，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，分別為同步電機(主機、從機)提供交流電。
[0056]兩套斬波回路1、2，均由斬波開關管和制動電阻組成，用于防止直流電壓過高。當直流電壓過關時開通斬波管，使能量消耗到制動電阻上，以降低直流電壓。
[0057]兩套勵磁回路1、2，分別為同步電機(主機、從機)提供勵磁電源。
[0058]兩套電勵磁同步電機1、2，分別為上下輥兩套電機及其對應負載，簡稱主機、從機。
[0059]兩套速度傳感器1、2，分別為控制器提供主機、從機的轉(zhuǎn)速。
[0060]上述主電路中，服務于主機的整流器1、逆變器1、斬波回路1、勵磁回路1和速度傳感器1也稱為主機整流器、主機逆變器、主機斬波回路、主機勵磁回路和主機速度傳感器；服務于從機的整流器2、逆變器2、斬波回路2、勵磁回路2和速度傳感器2也稱為從機整流器、從機逆變器、從機斬波回路、從機勵磁回路和從機速度傳感器。
[0061]圖3是圖2所示主電路中各功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互關系的示意圖。
[0062]在本實施例中，優(yōu)選高性能的處理器構建實時仿真單元中的實時仿真器，加載并運行上述電路的數(shù)學模型完成仿真計算。這種方式能夠全面支持Simulink模型庫建模并實現(xiàn)無縫下載，仿真調(diào)試及監(jiān)控均十分方便靈活。具體工作原理如下:
[0063]處理器從信號轉(zhuǎn)換單元接收實物控制單元輸出的控制信號，根據(jù)主電路的數(shù)學模型解算并輸出相應的反饋信號，再通過信號轉(zhuǎn)換單元將反饋信號發(fā)送給實物控制單元，從而實現(xiàn)整個閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真測試。
[0064]通常情況下，對于程序復雜度較低的模型和建模靈活度要求高的模型優(yōu)選采用串行的處理方式模擬，而對于計算延時要求較高的模型則優(yōu)選采用處理速度較高的并行方式模擬。相應地在具體實施時，可以根據(jù)系統(tǒng)仿真的精度要求從以下兩種形式中選擇一種構建實時仿真器。
[0065]1、全串行處理模式
[0066]如圖4所示，可以采用四塊X86或者POWER PC架構的串行處理板構建實時仿真器來進行半實物仿真。對此，主電路的模型根據(jù)輸入輸出關系被拆分成四個部分，分別運行于這四塊串行處理板上。
[0067]在這種情況下，實時仿真器的工作原理是:四塊串行處理板之間通過PHS總線進行數(shù)據(jù)交換。每一個串行處理板通過信號轉(zhuǎn)換單元接收實物控制單元輸出的控制信號，并結合其他串行處理板的輸出信號，作為本串行處理板的輸入，然后根據(jù)內(nèi)置的仿真模型計算得到本串行處理板的輸出信號，然后將該輸出信號通過信號轉(zhuǎn)換單元傳送給實物控制單元，從而完成硬件在回路閉環(huán)驗證。
[0068]在本實施例中，按照以下方式對四塊串行處理板的功能進行分配，以便更好的運行各種不同的冶金軋機主傳動系統(tǒng)。
[0069]串行處理板1，用于整流側(cè)的供電電源、斷路器、整流變壓器、整流器I和勵磁回路I的模型計算；
[0070]串行處理板2，用于整流側(cè)的充電回路、整流器2、中間回路和勵磁回路2的模型計算；
[0071]串行處理板3，用于主機逆變器側(cè)的斬波回路1、逆變器1、電勵磁同步電機I和速度傳感器I的模型計算；
[0072]串行處理板4，用于從機逆變器側(cè)的斬波回路2、逆變器2、電勵磁同步電機2和速度傳感器2的模型計算。
[0073]假設在這種串行處理模式下器件開關頻率FPWM = 500Hz,串行處理板的計算步長為20 μ S，那么脈沖采樣平均誤差為:
[0074]Errl = FPWMX20 X 10-6X100% = 1%
[0075]由于串行處理器通常成本比并行處理器低，同時串行處理器具有建模靈活，編譯方便的優(yōu)勢，因此這種實時仿真器成本低且開發(fā)周期快。但是由于串行處理能力有限，現(xiàn)有技術串行處理器的計算步長一般最快為20 μ S，因此這種模式更適用于擁有模擬開關頻率器件和數(shù)據(jù)交互處理速度要求不高的系統(tǒng)。
[0076]2、串行+并行處理模式
[0077]如圖5、圖6所示，可以采用四塊串行處理板和四塊并行處理板構建實時仿真器來進行半實物仿真。對此，主電路的模型根據(jù)輸入輸出關系被拆分成四個部分，分別運行于這四塊串行處理板和四塊并行處理板上。
[0078]在這種情況下，實時仿真器的工作原理是:四塊串行處理板和四塊并行處理板構成四個功能單元組，即每個功能單元組中包括一塊串行處理板和一塊并行處理板。四個功能單元組中，四塊串行處理板彼此通訊連接，四塊并行處理板各自與同組的串行處理板通訊連接。每個功能單元組中:串行處理板接收同組并行處理板的輸出信號，并結合其他功能單元組的串行處理板的輸出信號，作為本串行處理板的輸入，然后根據(jù)內(nèi)置的仿真模型計算得到本串行處理板的輸出信號，該輸出信號傳遞給同組的并行處理板，由同組的并行處理板通過自帶的通訊接口經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換單元傳送給實物控制單元；并行處理板通過信號轉(zhuǎn)換單元接收實物控制單元輸出的控制信號，并結合同組串行處理板的輸出信號，作為本并行處理板的輸入，然后根據(jù)內(nèi)置的仿真模型計算得到本并行處理板的輸出信號，該輸出信號通過自帶的通訊接口經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換單元傳送給實物控制單元，或者傳遞給同組的串行處理器，從而完成硬件在回路閉環(huán)驗證。
[0079]在本實施例中，如圖5所示，串行處理板CPUl?CPU4，并行處理板FPGAl?FPGA4，通過PHS總線進行數(shù)據(jù)交換。并行處理板FPGAl?FPGA4帶有12路高速DA、12路高速AD和16路單個可配置的數(shù)字1接口，AD/DA支持-1OV?1V模擬信號輸入/輸出，數(shù)字1支持5V電平信號輸入輸出。
[0080]在本實施例中，按照以下方式對四塊串行處理板和四塊并行處理板的功能進行分配，以便更好的運行各種不同的冶金軋機主傳動系統(tǒng)。
[0081]組合模型一:
[0082]串行處理板1，用于整流側(cè)的供電電源、斷路器、整流變壓器和勵磁回路I的模型計算;
[0083]并行處理板I，用于整流側(cè)的整流器I的模型計算。
[0084]組合模型二:
[0085]串行處理板2，用于整流側(cè)的充電回路、中間回路和勵磁回路2的模型計算；
[0086]并行處理板2，用于整流側(cè)的整流器2的模型計算。
[0087]組合模型三:
[0088]串行處理板3，用于主機逆變器側(cè)的斬波回路I的模型計算；
[0089]并行處理板3，用于主機逆變器側(cè)的逆變器1、電勵磁同步電機I和速度傳感器I的模型計算。
[0090]組合模型四:
[0091]串行處理板4，用于從機逆變器側(cè)的斬波回路2的模型計算；
[0092]并行處理板4，用于從機逆變器側(cè)的逆變器2、電勵磁同步電機2和速度傳感器2的模型計算。
[0093]假設在這種處理模式下器件開關頻率FPWM = 500Hz,并行處理板的計算步長為10ns，那么脈沖采樣平均誤差為:
[0094]Errl = FPWMX 1X 10-9 X 100% = 0.0005%
[0095]采用串行+并行半實物仿真模式相比傳統(tǒng)的串行半實物仿真模式，減輕了串行的運算負擔，使其空出更多的空閑時間進行復雜模型的計算。此外，將整流器、逆變器、同步電機、速度傳感器等模型移至并行中進行高速運算，可將運算速率提高至0.lus，大大提高了運算周期和計算精度。采用串行+并行半實物仿真模式既繼承了建模方便、易于修改調(diào)試等優(yōu)點，又具有仿真解算處理能力強、實時仿真精度高的獨特優(yōu)勢。因此這種模式更適用于擁有高開關頻率器件和數(shù)據(jù)交互處理速度要求高的系統(tǒng)。
[0096]上述實施例表明，本發(fā)明提供的半實物仿真系統(tǒng)摒棄了昂貴的純實物平臺，避免了純仿真平臺運行結果的可靠性和準確性有限的缺點，實現(xiàn)一套成本低、易操作的硬件在回路仿真平臺，使得仿真軟件中搭建的系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)實現(xiàn)無縫連接。該系統(tǒng)可以靈活地應用于研究機構開發(fā)交直交冶金軋機設備，也可用于在極端情況下軋機傳動系統(tǒng)的設計和調(diào)整。
[0097]雖然本發(fā)明所披露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用于限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術領域】內(nèi)的技術人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，在實施的形式上及細節(jié)上所作的任何修改與變化，都應該在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種交直交冶金軋機傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括: 實物控制單元，其中包括所述軋機傳動系統(tǒng)的控制器，所述控制器輸出控制信號； 實時仿真單元，其中包括實時仿真器，所述實時仿真器中運行有所述軋機傳動系統(tǒng)的主電路模型，并通過相應的信號接口收發(fā)電氣信號，以進行模擬仿真計算； 信號轉(zhuǎn)換單元，其連接在所述實物控制單元與實時仿真單元之間，用于將所述實物控制單元輸出的控制信號轉(zhuǎn)換為所述實時仿真單元能夠接收的電氣信號，提供給所述實時仿真單元，以及用于將所述實時仿真單元輸出的模擬仿真結果轉(zhuǎn)換為實際工作信號，提供給所述實物控制單元，從而實現(xiàn)對所述軋機傳動系統(tǒng)控制器的仿真測試。
2.如權利要求1所述的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述軋機傳動系統(tǒng)的主電路模型包括: 組合模型一，其由整流側(cè)的供電電源、斷路器、整流變壓器、主機整流器和主機勵磁回路的模型組合而成； 組合模型二，其由整流側(cè)的充電回路、從機整流器、中間回路和從機勵磁回路的模型組合而成； 組合模型三，其由主機逆變器側(cè)的主機斬波回路、主機逆變器、主機和主機速度傳感器的模型組合而成； 組合模型四，其由從機逆變器側(cè)的從機斬波回路、從機逆變器、從機和從機速度傳感器的模型組合而成。
3.如權利要求2所述的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于: 所述實時仿真器由若干串行處理板構成，每一所述串行處理板上運行一所述組合模型。
4.如權利要求3所述的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于: 每一所述串行處理板通過所述信號轉(zhuǎn)換單元接收所述實物控制單元發(fā)出的控制信號，同時通過數(shù)據(jù)總線接收其他所述串行處理板輸出的電氣信號，在此基礎上根據(jù)內(nèi)部運行的組合模型計算并輸出相應的模擬仿真結果。
5.如權利要求2所述的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于: 所述實時仿真器由若干串行處理板和若干并行處理板構成，每一所述串行處理板和一所述并行處理板構成一功能單元組，共同運行一所述組合模型。
6.如權利要求5所述的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于: 在所述組合模型一中，所述供電電源、斷路器、整流變壓器和主機勵磁回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述主機整流器的模型運行在一所述并行處理板上； 在所述組合模型二中，所述充電回路、中間回路和從機勵磁回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述從機整流器的模型運行在一所述并行處理板上； 在所述組合模型三中，所述主機斬波回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述主機逆變器、主機和主機速度傳感器的模型運行在一所述并行處理板上； 在所述組合模型四中，所述從機斬波回路的模型運行在一所述串行處理板上，所述從機逆變器、從機和從機速度傳感器的模型運行在一所述并行處理板上。
7.如權利要求5或6所述的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，每一所述功能單元組中: 所述串行處理板接收同組并行處理板的輸出信號，并接收其他功能單元組的串行處理板的輸出信號，在此基礎上根據(jù)內(nèi)部運行的仿真模型計算得到本串行處理板的輸出信號，該輸出信號作為模擬仿真結果傳遞給同組并行處理板，由同組并行處理板輸出給所述信號轉(zhuǎn)換單元； 所述并行處理板通過所述信號轉(zhuǎn)換單元接收所述實物控制單元輸出的控制信號，并接收同組串行處理板的輸出信號，在此基礎上根據(jù)內(nèi)部運行的仿真模型計算得到本并行處理板的輸出信號，該輸出信號傳遞給同組串行處理器或者作為模擬仿真結果輸出給所述信號轉(zhuǎn)換單元。
【文檔編號】G05B17/02GK104407519SQ201410604387
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】王堅, 尚敬, 張宇, 譚娟, 許為, 徐立恩, 陳柳松 申請人:南車株洲電力機車研究所有限公司