基于AMESim的列车制动系统建模及半实物仿真研究

采用AMESim软件建立了地铁列车架控制动系统仿真模型,设计了半实物仿真平台,测试结果表明制动系统仿真模型和半实物仿真平台满足测试要求。     

微网半实物仿真平台的设计研究

介绍了微网半实物仿真平台的组成并搭建了基于dSPACE的微网系统半实物仿真平台,设计了微网小功率变流器,利用dSPACE实现了微网变流器的控制。实验结果验证了该仿真平台对微网系统研究工作的有效性。     

光伏逆变器半实物仿真平台实现

选择了dSPACE实时仿真器作为光伏逆变器半实物仿真系统的实现平台,采用CPU＋FPGA的硬件结构分别建立CPU和FPGA仿真模型,并通过光伏逆变器低电压穿越的半实物仿真波形与实际波形的对比,验证了所建半实物仿真平台的正确性和合理性。     

车轮防滑系统硬件在环仿真平台设计

针对车轮防滑系统设计了一种基于NI实时测试环境的半实物仿真平台,实现了车轮防滑系统硬件在环仿真测试,并通过仿真实例验证了所建平台的有效性。     

高速铁路行车调度指挥一体化仿真实验平台设计与研究

研究高速铁路行车调度指挥仿真验证与人员培训实验平台设计。依据管控一体化思想,在分析高速铁路行车特点的基础上,设计高速铁路行车调度指挥一体化仿真实验平台的结构和功能。该平台可实现列车运行计划编制—列车运行计划调整—半实物沙盘列车实时运行仿真全过程的科研验证和实践教学模拟操作的相关功能,并将铁路行车仿真技术领域直接延伸到列控层,能够满足半实物仿真环境下,高速铁路行车调度新理论的实践验证和调度员及学生业务培训需求。     

基于dSPACE半实物仿真平台的永磁同步电动机数学模型的实现

介绍了永磁同步电机的数学模型以及基于MATLAB/Simulink中的S函数进行的离线仿真和基于dSPACE平台的半实物仿真.离线仿真和半实物仿真结果都表明了模型和S函数的正确性、有效性.通过半实物仿真,突出了ControlDesk在实时仿真中的优越性.     

中国标准动车组网络系统半实物仿真试验平台

介绍了中国标准动车组(长客)网络系统,阐述了半实物仿真试验平台的应用特点以及利用平台虚拟仿真实现列车级功能测试的过程。平台的研制为列车网络系统应用软件在中国标准动车组上安全可靠的应用提供了技术保障。     

一种用于CTCS半实物仿真系统的测试脚本语言

在CTCS半实物仿真系统上,构建一个替代人工的自动测试环境,能够极大地提高测试效率。而测试脚本语言是自动测试环境运行的基础。基于测试过程模型,设计一种适用于CTCS半实物仿真系统的层次化测试脚本语言。应用表明,该脚本语言能够衔接自动测试环境的各个模块,满足CTCS半实物仿真系统的自动测试需求。     

电力电子半实物仿真技术及其发展

分析了电力电子半实物仿真技术原理。在传统技术方面,介绍了两大主流实时仿真平台（dSPACE和RT—LAB）以及针对电力电子半实物仿真的3种核心技术（集成Sim Powersystems、Artemis及RT-Events）;在新技术方面,介绍了基于CPU＋FPGA结构的电力电子半实物仿真平台及其相应仿真模型开发工具、功率硬件在回路技术以及虚拟原型技术,并预测了其发展趋势。     

基于试验与仿真相结合的空气制动流体方程解析

国内重载货运列车技术发展迅速,尤其是新型货车制动机技术,对长大编组的列车而言,进行空气制动性能试验的难度也在增加。每辆货车制动机结构的特性和设计参数相同,并且单车试验性能一致,但在列车管初充气和制动缓解工况下气压传递过程有所不同。通过建立列车制动管路气压数学模型,结合单阀、单车实物试验,建立整列车关于制动工况和缓解工况的半实物仿真试验平台。半实物仿真试验平台要求仿真模型通过硬件接口进行实时控制,并根据试验采集的真实数据,对模型进行修正,确保建立的试验仿真模型合理与科学,并运用制动空气流体力学方程进行解析与求解。文章采用空气动力学偏微分方程组求解,运用特征线法和气容容积充放气模型进行解析仿真计算,结合修正函数进行实时修正,实现半实物仿真试验系统实时控制的功效,为建立智能化试验平台,建立理想的数学模型提供理论基础。     

动车组制动控制系统半实物仿真平台的设计与实现

为了给实际动车组制动控制系统的研发和技术改进提供测试和验证平台,在对制动控制系统原理及制动功能分析的基础上,以CRH2动车组中一动一拖基本制动单元为对象,通过分析制动控制装置的输入输出信号,完成了制动控制系统半实物仿真平台硬件系统的设计和构建,以及制动控制相关的所有功能软件的设计;并经过软硬件系统的联合调试,有效实现了列车制动过程的半实物仿真运行。试验结果表明,所设计平台能够模拟实际运行环境,能够准确而较为真实地反映动车组的制动控制性能,达到了预期目标。     

CRH_3动车组半实物仿真测试台通信的设计与实现

根据CRH3型动车组的实车通信情况,以及半实物仿真测试平台对通信的需求,对实车上的通信设备进行分类,并提出真实设备与仿真设备的概念。并在此基础上,将半实物仿真测试平台上的通信归结为半实物仿真测试台的真实设备之间数据通信、仿真设备之间数据通信、真实设备与仿真设备之间的数据通信以及不同牵引单元间的数据通信。重点解决了仿真设备与真实设备之间的MVB通信、PLC通信,以及不同牵引单元间的以太网通信。     

电力机车交流传动系统的半实物实时仿真

以六轴电力机车的电传动系统为例,通过对电网侧变流器、直流环节、逆变器和异步电机的建模,构建电力机车交流传动系统的数学模型。借助于MATLAB/Simulink仿真系统,采用“实际控制器＋虚拟被控对象”的硬件在线半实物仿真HIL形式,实现了电力机车交流传动系统的半实物闭环实时仿真。各种工况下的仿真实验表明,半实物仿真结果与地面实验结果有很好的一致性。通过现有的半实物仿真和快速控制原型仿真的组合,形成标准化的系统设计平台,可以有效预验证系统设计。     

城轨牵引系统半实物仿真与应用

文章基于dSPACE的实时仿真器构建了一套传动控制单元半实物仿真及测试系统,并在城轨牵引系统半实物仿真中得到了应用。针对各种实际工况,对现场真实牵引控制器进行了实时仿真测试及验证,仿真测试结果证明了仿真系统和模型的有效性,为产品现场验证、故障再现和回归测试提供了完善的软硬件平台,也为产品软件和硬件预研开发提供了便利环境。     

基于UIC556标准的动车组消息数据通信技术的实现

详细介绍了采用UIC556通信协议实现动车组之间消息数据的传输过程,指出在列车网络上发送的E报文(消息数据报文)的主要机制及过程,并在半实物仿真平台上进行模拟实现。     

基于NetFPGA的列车以太骨干网负载均衡的设计

以太网在通信领域中彰显的各种优势,使它已经成为列车通信网络的发展方向之一。在简单介绍了列车工业以太网技术之后,基于NetFPGA设计并实现了一种IEC61375 2-5定义的工业以太网络拓扑结构列车通信网络的负载均衡传输方式,以解决列车骨干网络大量数据的传输而端口带宽不足的问题,并在半实物仿真平台上测试数据包的负载均衡传输。     

基于dSPACE的牵引传动系统粘着利用控制半实物仿真平台研究

在分析粘着力产生机理、轮对传动机构和车体模型的基础上,提出了用于粘着利用控制研发的整车动力学模型硬件在回路仿真方法,并搭建了基于dSPACE的半实物仿真平台,验证了所提出方法的正确性,进一步在半实物平台上实现了基于蠕滑速度判据的粘着利用控制。     

高速动车组消息数据通信技术研究与实现

鉴于消息数据传递在高速动车组通信网络中的重要作用,依据UIC 556协议规范,详细分析采用UIC 556通信协议实现动车组之间消息数据的传输过程,研究在列车网络上发送的E报文(消息数据报文)的主要机制及过程,并以此为基础,在仿真平台上利用CSS软件和Unicap软件进行半实物仿真模拟,仿真结果表明可实现消息数据的传输。     

地铁永磁直驱牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真研究

文章以地铁永磁直驱系统为对象,具体阐述了牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真系统的设计与实现过程,首先建立地铁永磁直驱牵引传动系统主电路的“CPU+现场可编程门阵列(FPGA)”模型,将其与车载牵引控制器(TCU)实物进行联合调试仿真,并通过对比仿真结果与地面联调试验数据进行验模,仿真结果与设计目标转矩的相对误差满足±5%的要求;然后联合车辆动力学模型,搭建牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真平台,通过牵引传动模型对车辆动力学模型施加电机转矩,并将车辆运行速度反馈给牵引传动模型,实现牵引传动和动力学的动态协同仿真。结果表明,车辆动力学响应可反映电机转矩脉动的影响,计算结果的频率成分更加丰富,更加符合真实情况,与单学科仿真相比更加具有优势。     

铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理半实物仿真系统设计

针对铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理功能测试需求，设计了一套半实物仿真系统。通过分析动力集中动车组牵引主回路正常情况及发生接地故障时的电压电流关系，建立牵引主回路模型和故障注入模型，并利用该动车组牵引控制单元对设计的仿真系统进行了实时测试与验证。测试结果证明了该半实物仿真系统及模型的有效性，既可以用于正常工况下牵引回路控制性能仿真，也可以用作故障诊断与处理功能的仿真测试，具有较高的应用价值。