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磁浮车辆半实物仿真测试系统

2023-05-06 14:41:20 4875

1.概述

磁浮车辆控制器的控制回路仿真试验和产品动态测试是磁浮交通系统研发中的关键环节。这些测试旨在验证车辆控制器的设计是否满足运行要求,并评估其在实际运行中的动态性能。

首先,控制回路仿真试验通过在仿真环境中模拟不同工况和场景下的控制回路运行,检验控制系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力等关键指标。这有助于发现和解决潜在的控制问题,优化控制算法,并确保车辆在各种工况下能够稳定、安全地运行。

其次,产品动态测试则是将车辆控制器安装在实际磁浮车辆上,通过在实际运行中采集数据并进行分析,评估控制器的实际性能。这种测试能够验证仿真试验的结果是否与实际运行情况一致,发现潜在的问题并及时调整优化,从而确保磁浮车辆的运行安全性和稳定性。

2.系统总体设计

仿真系统的所有实时仿真机上运行统一的分布实时仿真引擎,支持模型间数据的同步交互。仿真系统主要由试验管理系统、视景系统、牵引仿真系统、车辆仿真系统、运控仿真系统、仿真接口平台、故障注入系统、控制器真件组成。

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图1系统架构图

2.1. 异构多目标实时仿真系统

仿真机之间通过反射内存组网通信,反射内存提供了高速低延时的数据通讯机制,同时也支持事件机制实现主从时钟同步。

该系统共9台实时仿真机,其中一台做主节点,8台做从节点,9台仿真机内均插有反射内存卡,组成光纤网络。

图3异构多目标实时仿真系统架构图.png

图2 异构多目标实时仿真系统架构图

2.2.   硬件构成

异构多目标实时仿真环境采用LINKS-RT位目标机,构成如下:

实时仿真机:Links-Box-03仿真机,采用酷睿I7主频4.2GHz的高性能处理器;

通讯接口:高速光纤接口的反射内存接口卡。

2.3.   软件构成

RT-sim 仿真管理软件包提供 Matlab Simulink 模型与 VxWorks 目标机的无缝连接。

RT-sim 仿真管理软件包支持如下功能:

Links-RT实时仿真软件包由6个模块组成:

1)    主控软件RT-Sim Plus:运行于Windows操作系统,实现仿真全过程管理;

2)    IO模块库RT-Lib:集成于MATLAB Simulink环境中,提供IO模块的配置;

3)    实时代码生成组件RT-Coder:集成于MATLAB Simulink环境中,实现由MATLAB Simulink模型自动生成VxWorks目标代码;

4)    目标机实时仿真引擎RT-Engine:运行于VxWorks操作系统之上的仿真引擎,为模型提供实时运行环境;

5)    分布式仿真组件RT-MP:基于反射内存网,支持多节点分布式并行仿真;

6)    RTLabview软件:通过RTSimplus的watcher接口链接至模型,支持用户利用Labview开发环境自行搭建测试面板与RTSimplus中的模型进行数据交互,为RTSimplus提供了更高的灵活性及人机交互性能。

RTLabview工作流程.png

RTLabview工作流程图

2.4.   工作流程

1)    用户采用 Matlab Simulink上通过模块库RT-Lib,完成分布式模型系统模型组建。

2)    通过集成在Simulink环境中的RT-Coder组件进行代码生成文件,将系统模型转换为VxWorks目标代码。

3)    仿真主软件RT-Sim Plus,将生成的目标代码加载到9台VxWorks实时仿真机中,其中一台做主节点,8台做从节点。

4)    在模型的运行过程中,用户可通过仿真主软件RT-Sim Plus,实时监视模型信号并在线修改参数;也可用RTLabview自行搭建测试面板对模型信号和参数进行监视和修改。

5)     仿真主软件也支持离线仿真模式,可以在脱离硬件环境的条件下进行模拟运行。

6)     实时仿真结束后,可以实时保存数据,自动从目标机上传数据,支持在 Matlab、Excel 等软件中进行数据分析。支持数据回放。

3.Links-RT对SimPack的支持

皇家royal1688appLinks-RT实时仿真软件包及实时仿真机目前可以支持Simpack软件,完成机车模型的实时仿真和控制系统的实时仿真,如下图所示:


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