兆瓦级风电机组控制器设计平台的开发及应用

开发了一套适用于各型兆瓦级风力发电机组的通用控制器设计平台,该平台可提供功能全面、配置便捷的闭环发电控制及监督控制逻辑来完成控制器原型的设计,同时以风电机组整机建模及仿真软件GH Bladed为基础,完成整机控制器原型的全数字仿真评估,从而为研发控制器提供了有力支撑。并以某型2.5 MW风力发电机组为例,利用设计平台对风机的控制器原型进行性能评估,评估结果表明,该设计平台能够迅速有效地完成风机整机控制策略的设计及验证,具有较高的应用价值。     

CRH2型高速动车组制动系统硬件在环仿真平台研究

以CRH2型高速动车组制动系统应用对象,论述了基于dSPACE的硬件在环仿真平台的设计与实现。在分析了制动系统特点的基础上,提出了制动系统硬件在环仿真平台软硬件配置方案。有重点的介绍了被控对象模型的建模方法和过程,以及各分立模型在平台上的集成。最后针对特定型号的制动系统进行全系统仿真,并将结果与试验数据进行比较,以验证平台仿真的准确性。该平台为制动系统的控制器新产品开发、产品改进和升级提供了快速、有效的测试验证手段,具有很好的应用价值。     

基于FAST和Simulink的大型风电机组仿真与性能分析

叙述了大型风电机组的风轮系统、传动链系统、发电机系统以及控制系统。以5 MW双馈风电机组为研究对象,利用FAST建立风电机组模型,利用Simulink设计控制器,并以定常风工况和IEC湍流风工况进行仿真验证,以此分析大型风电机组的动态性能。结果表明,本文仿真模型正确,可以用于大型风电机组设计仿真。     

仿真测试控制器在RBC仿真测试平台中的应用研究

仿真测试控制器是无线闭塞中心(Radio Block Center,简称RBC)仿真测试平台中的重要组成部分。它可以实现对平台中所有模块的监测、控制、数据配置和数据收集等辅助功能。仿真测试控制器是整个RBC仿真测试平台的总控模块,通过对仿真测试控制器各项功能的详细介绍,体现出该控制器在RBC仿真测试平台中的灵活性及重要性。     

地铁信号系统节能仿真平台的设计与实现

从信号系统角度研究节能应用,搭建了一套完整的地铁信号系统节能仿真平台,实现在线列车能耗计算和统计,为优化信号系统的节能方案提供依据。为了保证仿真数据的准确性,且具有较强的针对性,该仿真平台采集了某一具体线路、车型、供电区段的数据,并通过现场试验校正仿真数据,以使该仿真平台的输出结果具有较高的可信度。     

电机械制动系统硬件在环仿真分析平台设计

EMB系统是一种全新的制动系统。在其设计初期,为避免地面试验所产生的高额费用,同时保证试验结果的可靠性,采用硬件在环仿真分析平台。该平台由仿真部分和硬件部分组成,仿真部分包括列车模型和人机交互界面,硬件部分主要由8个电机械制动装置和2个基于NI-PXI的制动控制器组成,利用数据采集卡和MVB网络实现仿真部分与硬件部分的信号传输。试验结果表明,该平台能够较好地模拟EMB系统的制动行为,为系统的设计开发提供一定的支持。     

轨道交通牵引电传动系统高精度混合实时仿真研究

在轨道交通牵引电传动系统实时仿真领域,针对现有的基于处理器硬件回路仿真器存在计算误差和基于FPGA硬件回路仿真器受制于设备资源的问题,本文提出了一种基于处理器和FPGA的混合硬件回路仿真方法。该仿真方法通过计算资源的合理分配,达到减少处理器计算引起的计算误差和FPGA资源消耗的目的。通过真实控制器闭环测试试验,证实了这种混合仿真方法可以达到与纯FPGA Hi L仿真器几乎相同的仿真计算精度。     

交流牵引供电系统运行仿真软件的开发

在单列车运行仿真的基础上,提出了一种形成多列车运行仿真结果的计算方法。讨论了牵引供电仿真通用数学模型,在该模型基础上形成牵引供电系统时变等效电网结构,构造矩阵方程,实现对牵引供电系统参数的动态求解。基于Visual C＋＋2005．Net开发平台,开发出包含列车运行仿真模块和供电仿真模块在内的牵引供电运行仿真软件,并结合实际线路给出仿真结果。     

高速列车群运营安全保障仿真模拟试验平台设计

基于“主动安全”设计理念,采用Flex与ArcGIS技术,构建可视化、集成化和智能化的高速列车群运营安全保障仿真模拟试验平台.平台通过不同系统之间的信息共享,为高速列车群运营全过程安全行为演化建模、风险评估和预警提供数据支持,实现对高速列车群事故推演和安全态势分析.平台采用分层逻辑结构,从下到上依次为物理层、获取层、数据层、应用层和表示层.平台通过电力线通信、以太网和控制器局域网等从其他系统获取数据,再对数据进行融合与集成,实现信息共享、安全评估与仿真和安全预警等功能.研发的平台在轨道交通控制与安全国家重点实验室进行了成功部署和模拟仿真运行,通过对大量的行车安全信息的获取、传输和共享以及仿真试验证明,平台具有较高的安全性和稳定性,便于管理和维护.     

高速列车牵引传动系统综合仿真平台的分析与设计

本文介绍CRH2型高速列车牵引传动系统结构和工作原理,对基于多学科协同仿真的高速列车综合仿真平台进行分析和研究。利用支持UML的Rational Rose工具进行完整的系统需求分析,介绍仿真平台的组成及各部分功能,提出基于HLA-RTI和反射内存网的混合网络系统架构,并基于该平台对CRH2型高速列车进行综合仿真试验,验证仿真平台的有效性。     

大功率交直交冶金轧机主传动系统半实物仿真研究

文章介绍了一种基于dSPACE实时仿真器开发的大功率交直交冶金轧机主传动系统半实物仿真系统,其中仿真系统构建了虚拟现场的运行环境,实时仿真器模拟完成变流控制器的调试与测试,完全能满足大功率交直交冶金轧机主传动系统产品调试、测试中各项功能与性能的要求,大大降低了中压传动变流控制器产品开发对试验资源的依赖程度。     

CRH3型动车组辅助变流器半实物仿真系统

基于对CRH3型动车组辅助变流器电路结构、控制器K1及其接口的分析,采用的模拟方案有:使用电磁继电器模拟接触器的闭合和关断;使用常闭按钮开关模拟熔断器、主风扇M30和变压器超温保护的反馈触点;采用反相器将IGBT的控制信号取反,以模拟IGBT的反馈信号;设置2个可调电阻用以模拟功率模块进风口和出风口的PT100温度传感器,并通过调节电流实现对主风扇M30的控制。采用Matlab软件的Simulink工具箱建立辅助变流器半实物仿真系统主电路的仿真模型,在Matlab软件的实时开发环境(Real-Time Win-dows Target,RTW)模块中经过模型分析、代码转换、程序生成并运行联编文件等步骤,获取该模型的可执行文件。运行该可执行文件,通过选择外部模式、构造、连接目标机、运行等步骤,再打开控制器K1,实现半实物仿真系统和控制器的协同工作。使用Visual Basic软件开发该仿真模型的人机界面。实践证明,这一方式完全能满足设计需求,同时又具有较高的性价比。该辅助变流器半实物仿真系统已经成为辅助变流器国产化设计的重要工具。     

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。     

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。     

基于xPC的电动汽车自适应巡航控制半实物仿真

针对电动汽车自适应巡航控制（ACC）较高的实时性要求,设计了半实物仿真系统,在宿主机Matlab／SimulinkRTW平台下建立了电动汽车数学模型,并将其转化为c代码下载到目标机中模拟真实车辆;采用DSP2812嵌入式计算机作为车辆自适应巡航实物控制器,针对不同工况切换控制算法,在线调节车辆速度,以实现定速巡航或等距跟踪前车。实验结果表明：巡航控制算法对前车急剧变化的工况有很好的自适应能力,能有效避免追尾;提高了对巡航速度的跟踪能力,保证行驶安全性及舒适性。     

双重四象限变流器系统的半实物仿真研究

建立了双重四象限变流器系统的数学模型,通过分析不同PWM控制模式和变流器模型的对应关系实现了数学模型和实物控制装置的闭环仿真。对所实现的闭环仿真系统进行了各种试验研究。结果表明所建模型基本上反映了变流器系统主要电量的运动规律,能够满足开发变流控制装置的测试要求。     

网侧变流器系统建模及半实物仿真实现

建立网侧单重变流器系统的数学模型。解决了半实物仿真环境下的过电压过电流同题，实现了所建数学模型和实物控制器的闭环仿真。试验结果表明，所建模型基本反映了变流器系统主要电量的运动规律，能够满足系统仿真试验要求。     

CRH1型动车组牵引系统的仿真研究

CRH1型动车组是中国高速动车组的重要组成部分。对CRH1型动车组牵引系统进行仿真研究,对我国高速铁路的发展有着及其重要的意义。介绍了CRH1动车组牵引系统的基本概况,重点介绍了网侧变流器和矢量控制系统的数学模型。利用仿真软件MATLAB/SIMULINK中的电气系统模块,构建了CRH1型动车组牵引系统的仿真模型,并对其牵引特性进行仿真试验。仿真结果基本符合CRH1型动车组真车试验结果。     

风轮特性的电气模拟

通过对风轮的受力及风能利用系数进行分析,推导了风能利用系数和风轮转矩的近似表达式,讨论了实现风轮输出特性及转动惯量模拟的方法。使用感应电机对风轮的转矩转速特性进行模拟,同时给出了风轮模拟系统的硬件结构,搭建了实验平台。测试表明,该系统能够实现风轮输出特性的近似模拟,并能较准确地反映出转动惯量对输出特性的影响,为风力发电的研究提供了方便的测试手段。     

基于TCMS的列车辅助变流器启动及复位方法研究

为了解决在中压电源并网启动控制过程中,因辅助变流器启动逻辑误判而出现的启动失效和正常设备被列车控制管理系统隔离的问题,设计一种先期前置清零和后期备份的故障排除方法,该控制策略可有效地避免不必要的中压减载,显著提高列车中压供电系统的可靠性及旅客乘车的舒适度,保证辅助变流器启动逻辑循环的流畅性。该方法经地面联调平台仿真验证和车辆现场试验验证,效果良好。