專利名稱：一種用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況模擬的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于仿真 列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
列車電力牽引系統(tǒng)地面試驗(yàn)臺(tái)一般由電源供電子系統(tǒng)和模擬負(fù)載子系統(tǒng)兩部分 組成，統(tǒng)稱為陪試系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電源子系統(tǒng)和模擬負(fù)載子系統(tǒng)均由人工控制，控 制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和精度都難以達(dá)到理想效果；在模擬負(fù)載子系統(tǒng)方面，陪試系統(tǒng)和被試 列車牽引系統(tǒng)的控制相對(duì)獨(dú)立，兩者之間的協(xié)調(diào)控制由人工手動(dòng)調(diào)節(jié)完成，致使被試列車 牽引系統(tǒng)僅能運(yùn)行于某一個(gè)靜態(tài)工作點(diǎn)，而無(wú)法進(jìn)行與實(shí)際線路運(yùn)行相同的動(dòng)態(tài)運(yùn)行工況 試驗(yàn)；另外，這樣的試驗(yàn)系統(tǒng)中，由于無(wú)法提供與實(shí)際列車上相同的外圍環(huán)境，安裝了實(shí)際 裝車程序的被試列車牽引系統(tǒng)脫離了這些環(huán)境后無(wú)法正常運(yùn)行，因此被試列車牽引系統(tǒng)在 試驗(yàn)時(shí)一般安裝的僅是專門用于試驗(yàn)的試驗(yàn)版本軟件，該軟件有別于實(shí)際裝車運(yùn)行版本軟 件，這也使得牽引系統(tǒng)的運(yùn)行狀況與牽引系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行狀況仍有區(qū)別，也就無(wú)法 獲知牽引系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)和方法，其能 夠模擬出牽引系統(tǒng)的與實(shí)際線路運(yùn)行相同的動(dòng)態(tài)運(yùn)行工況，從而可使得列車牽引系統(tǒng)的實(shí) 際運(yùn)行性能真實(shí)地反映出來(lái)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)包括 線路阻力模擬子系統(tǒng)和綜合控制子系統(tǒng)，其中所述綜合控制子系統(tǒng)包括用于獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及計(jì)算出列車下 一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，并將所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行 速度傳送給所述線路阻力模擬子系統(tǒng)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊；所述線路阻力模擬子系統(tǒng)為用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí) 刻的期望運(yùn)行速度向被試列車牽引系統(tǒng)輸出相應(yīng)的負(fù)載阻力的線路阻力模擬子系統(tǒng)?？蛇x地，在本發(fā)明中，所述系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn) 行速度，具體為根據(jù)獲取的列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列車以該時(shí)刻的運(yùn)行速度運(yùn) 行時(shí)的空氣阻力，以及根據(jù)以下之一或任意組合的因素計(jì)算附加阻力坡道因素、曲線因素 和隧道因素，從而計(jì)算出列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力；根據(jù)列車牽引力、列車質(zhì)量、列車回 轉(zhuǎn)質(zhì)量常數(shù)、所述列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力以及所述列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列 車下一設(shè)定時(shí)刻的期望速度?？蛇x地，在本發(fā)明中，所述坡道因素、曲線因素和隧道因素分別是列車自本次試驗(yàn) 運(yùn)行開始至該時(shí)刻運(yùn)行的總里程的函數(shù)。可選地，在本發(fā)明中，所述綜合控制子系統(tǒng)還包括用于模擬列車正常運(yùn)行情況下的列車環(huán)境并提供給被試列車牽引系統(tǒng)的外圍環(huán)境模擬模塊。可選地，在本發(fā)明中，所述用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)還包括用于接 收所述綜合控制子系統(tǒng)的控制信號(hào)并根據(jù)該控制信號(hào)向被試牽引系統(tǒng)輸出與實(shí)際線路工 況相同的電網(wǎng)環(huán)境的電源子系統(tǒng)?？蛇x地，在本發(fā)明中，所述電源子系統(tǒng)包括以下之一或任意組合網(wǎng)壓中斷模擬模 塊、網(wǎng)壓波動(dòng)模擬模塊、網(wǎng)壓突變模塊?？蛇x地，在本發(fā)明中，所述網(wǎng)壓中斷模擬用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)壓瞬時(shí)中斷模擬和/或列車 過分相模擬，其包括相并聯(lián)的兩個(gè)斷路器，工作時(shí)一個(gè)斷路器閉合另一個(gè)斷路器斷開。本發(fā)明還提供了一種用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的方法，該方法包括綜合控制子系統(tǒng)獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的 期望運(yùn)行速度，并將所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度傳送給線 路阻力模擬子系統(tǒng)；所述線路阻力模擬子系統(tǒng)根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期 望運(yùn)行速度計(jì)算出相應(yīng)的負(fù)載阻力并輸出給被試列車牽引系統(tǒng)?？蛇x地，本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的方法中，所述綜合控制子系 統(tǒng)計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，具體為根據(jù)獲取的列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列車以該時(shí)刻的運(yùn)行速度運(yùn)行時(shí)的 空氣阻力，以及根據(jù)以下之一或任意組合的因素計(jì)算出附加阻力坡道因素、曲線因素和隧 道因素，從而計(jì)算出列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力；根據(jù)列車牽引力、列車質(zhì)量、列車回轉(zhuǎn)質(zhì)量常數(shù)、所述列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力 以及所述列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的期望速度。所述坡道因素、曲線因素和隧道因素分別是列車自本次試驗(yàn)運(yùn)行開始至該時(shí)刻運(yùn) 行的總里程的函數(shù)?？蛇x地，本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的方法中，所述綜合控制子系 統(tǒng)在獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度之前，還包括模擬列車正常運(yùn)行情況下的列車環(huán)境并 提供給被試列車牽引系統(tǒng)，以使得被試列車牽引系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行?？蛇x地，本發(fā)明的方法還包括電源子系統(tǒng)接收所述綜合控制子系統(tǒng)發(fā)送的控制信 號(hào)并根據(jù)該控制信號(hào)向被試牽引系統(tǒng)輸出與實(shí)際線路工況相同的電網(wǎng)環(huán)境，其中，具體包 括所述電源子系統(tǒng)的網(wǎng)壓中斷模擬模塊接收所述綜合控制子系統(tǒng)傳送的網(wǎng)壓瞬時(shí)中斷模 擬信號(hào)并根據(jù)該網(wǎng)壓瞬時(shí)中斷模擬信號(hào)使被試列車牽引系統(tǒng)得電或斷電，以控制被試列車 牽引系統(tǒng)的網(wǎng)壓中斷時(shí)間，或者所述電源子系統(tǒng)的網(wǎng)壓波動(dòng)模擬模塊接收所述綜合控制子 系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng)壓波動(dòng)模擬信號(hào)并根據(jù)該網(wǎng)壓波動(dòng)模擬信號(hào)向被試列車牽引系統(tǒng)輸出一定 變化范圍的電壓；或者所述電源子系統(tǒng)的網(wǎng)壓突變模塊接收所述綜合控制子系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng) 壓突變模擬信號(hào)并根據(jù)該網(wǎng)壓突變模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)壓的正向突變和負(fù)向突變。本發(fā)明中，綜合控制子系統(tǒng)獲取并根據(jù)列車當(dāng)前時(shí)刻的線路運(yùn)行情況估計(jì)列車下 一設(shè)定時(shí)刻的運(yùn)行速度，使得線路阻力模擬子系統(tǒng)可以根據(jù)列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度和下 一設(shè)定時(shí)刻的運(yùn)行速度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)出與實(shí)際線路運(yùn)行工況對(duì)應(yīng)的負(fù)載阻力并輸出給被試牽 引系統(tǒng)，從而使得被試列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行于與實(shí)際線路運(yùn)行工況相同的狀態(tài)下，因此，相對(duì) 于傳統(tǒng)的試驗(yàn)裝置和方法，本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)和方法能夠提供更真實(shí)的線路運(yùn)行工況模擬環(huán)境。


圖1是本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu) 圖；圖3是本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)的工作原理示意圖；圖4是本發(fā)明的線路負(fù)載模擬算法結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是本發(fā)明的網(wǎng)壓中斷模塊的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的網(wǎng)壓中斷模塊的控制邏輯圖；圖7是本發(fā)明的網(wǎng)壓突變模塊的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的方法的一實(shí)施方式的流程示 意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。 如圖1所示，本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)包括綜合控制子系統(tǒng)10和線 路阻力模擬子系統(tǒng)20，其中綜合控制子系統(tǒng)10包括用于獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及計(jì)算出列車下一 設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，并將所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速 度傳送給所述線路阻力模擬子系統(tǒng)20的系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊101 ；線路阻力模擬子系統(tǒng)20為用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻 的期望運(yùn)行速度向被試列車牽引系統(tǒng)輸出相應(yīng)的負(fù)載阻力的線路阻力模擬子系統(tǒng)。圖3是本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)的工作原理示意圖。圖4 是本發(fā)明的線路負(fù)載模擬算法結(jié)構(gòu)的示意圖。參考圖3和圖4，被試牽引系統(tǒng)在實(shí)際線路上 工作時(shí)，我們可以將它作為一個(gè)整體，其從電網(wǎng)吸收電能，經(jīng)處理后將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能在電 機(jī)軸端輸出(列車牽引狀態(tài))；或?qū)㈦姍C(jī)的機(jī)械能處理后轉(zhuǎn)化為電能輸出至電網(wǎng)(列車再 生制動(dòng)狀態(tài))；由此可見被試牽引系統(tǒng)在實(shí)際工作時(shí)與外界的主要接口即是電網(wǎng)側(cè)電能輸 入(或輸出)和電機(jī)側(cè)的機(jī)械能輸出(或輸入)。因此對(duì)于整個(gè)仿真系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可將被試仿 真系統(tǒng)作為一個(gè)“黑匣子”，通過在其電源側(cè)和電機(jī)側(cè)模擬出與實(shí)際線路工況相同的電網(wǎng)環(huán) 境和電機(jī)的阻力環(huán)境，即可使被試牽引系統(tǒng)工作于實(shí)際工作運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合圖3的工作原理圖以及圖4的線路負(fù)載模擬算法結(jié)構(gòu)的示意圖，本發(fā)明的系 統(tǒng)需要通過兩個(gè)步驟來(lái)完成線路阻力的實(shí)時(shí)模擬一是由綜合控制子系統(tǒng)10根據(jù)線路條 件文件、當(dāng)前時(shí)刻、的列車運(yùn)行速度、列車重量等輸入信息實(shí)時(shí)計(jì)算列車的運(yùn)行阻力，然后 再根據(jù)當(dāng)前被試牽引系統(tǒng)的X牽引力F，計(jì)算出列車當(dāng)前時(shí)刻、的加速度a，由此可以計(jì)算 出下一時(shí)刻、的期望運(yùn)行速度V1 ；二是線路阻力模擬子系統(tǒng)20運(yùn)行于速度閉環(huán)控制模式， 即通過綜合控制子系統(tǒng)10計(jì)算出的期望運(yùn)行速度V1作為其給定輸入，使線路阻力模擬子 系統(tǒng)20根據(jù)給定的速度調(diào)節(jié)出相應(yīng)的負(fù)載阻力并輸出給被試牽引系統(tǒng)以克服被試牽引系統(tǒng)的牽引力，使得被試牽引系統(tǒng)運(yùn)行于給定的速度下。由此被試牽引系統(tǒng)則在一定的牽引 力下，運(yùn)行于與實(shí)際線路相同的工況，從而實(shí)現(xiàn)了線路阻力負(fù)載模型的功能。本發(fā)明實(shí)施例 中，線路條件文件是指從試驗(yàn)運(yùn)行開始(也即零公里起始點(diǎn)出發(fā))，記錄的不同公里里程時(shí) 線路條件的文件。圖2是本發(fā)明的用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu) 圖。如圖2所示，該系統(tǒng)包括綜合控制子系統(tǒng)10、線路阻力模擬子系統(tǒng)20和電源子系統(tǒng)30， 其中，線路阻力模擬子系統(tǒng)20與圖1中的線路阻力模擬子系統(tǒng)所起的作用相同，屬于陪試 系統(tǒng)中的一部分。結(jié)合圖3，具體地，線路阻力模擬子系統(tǒng)可由“變流器+牽引電機(jī)”機(jī)組構(gòu)成，變流 器主要用于將單相工頻電源變換成控制陪試牽引電機(jī)所需要的變壓變頻電源，使陪試牽引 電機(jī)輸出可控的與被試牽引系統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩方向相反的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，以此模擬實(shí)際線路阻力的 變化。整個(gè)線路阻力模擬子系統(tǒng)如何動(dòng)作、何時(shí)動(dòng)作均由綜合控制子系統(tǒng)控制。本實(shí)施方式中，綜合控制子系統(tǒng)10包括系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊101和外圍環(huán)境模擬模 塊 102。系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊101用于獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及計(jì)算出列車下一 設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，并將所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速 度傳送給線路阻力模擬子系統(tǒng)20，并且用于傳送控制信號(hào)給電源子系統(tǒng)30。由于在實(shí)際線路運(yùn)行時(shí)，被試牽引系統(tǒng)還會(huì)通過一些外圍傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行 狀態(tài)，如環(huán)境溫度，冷卻系統(tǒng)溫度，冷卻水循環(huán)壓力等，因此為使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，本發(fā)明 的系統(tǒng)另外一項(xiàng)任務(wù)就是還需要模擬出這些必須的外圍輔助環(huán)境。本發(fā)明的外圍環(huán)境模擬模塊102用于模擬列車正常運(yùn)行情況下的列車環(huán)境并提 供給被試列車牽引系統(tǒng)。外圍環(huán)境模擬模塊102可由一個(gè)可編程邏輯控制器(PLC)、若干模 擬輸入輸出端口和數(shù)字輸入輸出端口組成，其中，這些輸入輸出端口與被試牽引系統(tǒng)的相 關(guān)電氣接口連接，以便外圍環(huán)境模擬模塊102提供保證被試牽引系統(tǒng)正常運(yùn)行的車上模擬 環(huán)境，例如環(huán)境溫度、冷卻系統(tǒng)溫度、主斷路器狀態(tài)及其控制信號(hào)等。而且外圍環(huán)境模擬模 塊102的輸入輸出端口可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。下面詳細(xì)介紹本實(shí)施方式中系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊101是如何實(shí)時(shí)計(jì)算列車運(yùn)行阻 力的。因?yàn)榱熊囋诰€路運(yùn)行時(shí)其運(yùn)行阻力由多種因素造成，因此實(shí)際運(yùn)行阻力除了列車 運(yùn)行時(shí)的空氣阻力外，還可能包括坡道因素、曲線因素和隧道因素，這三個(gè)因數(shù)都分別是列 車運(yùn)行里程S的函數(shù)，而列車運(yùn)行里程我們可以通過測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)來(lái)計(jì)算獲得，這 可以用速度傳感器實(shí)現(xiàn)。列車的總運(yùn)行阻力可以用以下公式表示F1 = fi (V) +f2 [Wi (S)，Wr (S)，W1 (S)]S = s(n，t，R，G)其中，F(xiàn)1為列車運(yùn)行的總的等效阻力；函數(shù)&為平直道時(shí)列車運(yùn)行的空氣阻力，其 通常為列車速度ν的二次方程；函數(shù)f2為根據(jù)線路文件計(jì)算的坡道化、曲線fe和隧道W1等 因素附加阻力；S為計(jì)算的列車運(yùn)行里程；η為電機(jī)轉(zhuǎn)速；t為運(yùn)行的時(shí)間，R為列車的等效 輪徑，G為齒輪箱傳動(dòng)比。對(duì)于線路阻力模擬子系統(tǒng)給定速度的計(jì)算，通過以下算法推倒得出
權(quán)利要求
1.一種用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)，包括線路阻力模擬子系統(tǒng)和綜合控制 子系統(tǒng)，其中所述綜合控制子系統(tǒng)包括用于獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及計(jì)算出列車下一設(shè) 定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，并將所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度 傳送給所述線路阻力模擬子系統(tǒng)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊；所述線路阻力模擬子系統(tǒng)為用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的 期望運(yùn)行速度向被試列車牽引系統(tǒng)輸出相應(yīng)的負(fù)載阻力的線路阻力模擬子系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊計(jì)算出列車下一 設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，具體為根據(jù)獲取的列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列車以該時(shí)刻的運(yùn)行速度運(yùn)行時(shí)的空氣 阻力，以及根據(jù)以下之一或任意組合的因素計(jì)算出附加阻力坡道因素、曲線因素和隧道因 素，從而計(jì)算出列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力；根據(jù)列車牽引力、列車質(zhì)量、列車回轉(zhuǎn)質(zhì)量常數(shù)、所述列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力以及 所述列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的期望速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述坡道因素、曲線因素和隧道因素分別 是列車自本次試驗(yàn)運(yùn)行開始至該時(shí)刻運(yùn)行的總里程的函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于接收所述綜合控制 子系統(tǒng)的控制信號(hào)并根據(jù)該控制信號(hào)向被試牽引系統(tǒng)輸出與實(shí)際線路工況相同的電網(wǎng)環(huán) 境的電源子系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源子系統(tǒng)包括以下之一或任意組 合網(wǎng)壓中斷模擬模塊、網(wǎng)壓波動(dòng)模擬模塊、網(wǎng)壓突變模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)壓中斷模擬模塊用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)壓瞬 時(shí)中斷模擬和/或列車過分相模擬，其包括相并聯(lián)的兩個(gè)斷路器，工作時(shí)一個(gè)斷路器閉合 另一個(gè)斷路器斷開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合控制子系統(tǒng)還包括用 于模擬列車正常運(yùn)行情況下的列車環(huán)境并提供給被試列車牽引系統(tǒng)的外圍環(huán)境模擬模塊。
8.一種用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的方法，該方法包括綜合控制子系統(tǒng)獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的期望 運(yùn)行速度，并將所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度傳送給線路阻 力模擬子系統(tǒng)；所述線路阻力模擬子系統(tǒng)根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn) 行速度計(jì)算出相應(yīng)的負(fù)載阻力并輸出給被試列車牽引系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述綜合控制子系統(tǒng)計(jì)算出列車下一設(shè) 定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，具體為根據(jù)獲取的列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列車以該時(shí)刻的運(yùn)行速度運(yùn)行時(shí)的空氣 阻力，以及根據(jù)以下之一或任意組合的因素計(jì)算出附加阻力坡道因素、曲線因素和隧道因 素，從而計(jì)算出列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力；根據(jù)列車牽引力、列車質(zhì)量、列車回轉(zhuǎn)質(zhì)量常數(shù)、所述列車在該時(shí)刻運(yùn)行的總阻力以及 所述列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的期望速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述坡道因素、曲線因素和隧道因素分 別是列車自本次試驗(yàn)運(yùn)行開始至該時(shí)刻運(yùn)行的總里程的函數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法還包括電源子系統(tǒng)接收所述綜合 控制子系統(tǒng)發(fā)送的控制信號(hào)并根據(jù)該控制信號(hào)向被試列車牽引系統(tǒng)輸出電網(wǎng)環(huán)境。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，電源子系統(tǒng)接收所述綜合控制子系統(tǒng) 發(fā)送的控制信號(hào)并根據(jù)該控制信號(hào)向被試列車牽引系統(tǒng)輸出電網(wǎng)環(huán)境，包括所述電源子系統(tǒng)的網(wǎng)壓中斷模擬模塊接收所述綜合控制子系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng)壓瞬時(shí)中斷 模擬信號(hào)并根據(jù)該網(wǎng)壓瞬時(shí)中斷模擬信號(hào)使被試列車牽引系統(tǒng)得電或斷電；或所述電源子系統(tǒng)的網(wǎng)壓波動(dòng)模擬模塊接收所述綜合控制子系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng)壓波動(dòng)模擬 信號(hào)并根據(jù)該網(wǎng)壓波動(dòng)模擬信號(hào)向被試列車牽引系統(tǒng)輸出一定變化范圍的電壓；或所述電源子系統(tǒng)的網(wǎng)壓突變模塊接收所述綜合控制子系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng)壓突變模擬信號(hào) 并根據(jù)該網(wǎng)壓突變模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)壓的正向突變和負(fù)向突變。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述綜合控制子系統(tǒng)在獲取 列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度之前，還包括模擬列車正常運(yùn)行情況下的列車環(huán)境并提供給被試列車牽引系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于仿真列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行工況的系統(tǒng)和方法，其中，系統(tǒng)包括線路阻力模擬子系統(tǒng)和綜合控制子系統(tǒng)，進(jìn)一步地，綜合控制子系統(tǒng)包括用于獲取列車當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及計(jì)算出列車下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度，并將所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度傳送給所述線路阻力模擬子系統(tǒng)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊；線路阻力模擬子系統(tǒng)為用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)行速度以及下一設(shè)定時(shí)刻的期望運(yùn)行速度向被試列車牽引系統(tǒng)輸出相應(yīng)的負(fù)載阻力的線路阻力模擬子系統(tǒng)。采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，可使得被試列車牽引系統(tǒng)運(yùn)行于與實(shí)際線路運(yùn)行工況相同的狀態(tài)下，因此相對(duì)于傳統(tǒng)的試驗(yàn)裝置和方法提供了更真實(shí)的線路運(yùn)行工況模擬環(huán)境。
文檔編號(hào)G01M17/08GK102062688SQ20101052635
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者趙震 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所