電力機(jī)車輔助變流系統(tǒng)半實(shí)物仿真研究.pdf

1、微電子技術(shù)和大功率控制器的快速發(fā)展以及其在交流傳動(dòng)電力機(jī)車上的廣泛應(yīng)用，對(duì)交流傳動(dòng)控制技術(shù)提出了更高的要求，這里就需要將更為有效的、實(shí)時(shí)的試驗(yàn)手段引入到控制器研發(fā)過(guò)程中。
　　在這樣的試驗(yàn)需求下，硬件在回路仿真作為一種仿真測(cè)試手段被應(yīng)用到機(jī)車控制器研發(fā)過(guò)程中。硬件在回路仿真可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，提供包含模擬極限工況、故障注入等情況在內(nèi)的接近真實(shí)的運(yùn)行控制環(huán)境，通過(guò)搭建相應(yīng)的控制器仿真系統(tǒng)，對(duì)控制器實(shí)物進(jìn)行測(cè)試，快速、便捷的達(dá)到預(yù)期的

2、效果，節(jié)約了實(shí)際測(cè)試的成本。
　　本文以HXD2型貨運(yùn)電力機(jī)車輔助變流器系統(tǒng)為原型，利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真器實(shí)現(xiàn)硬件在回路仿真，主要完成以下工作：
　　1．以HXD2型貨運(yùn)電力機(jī)車輔助變流系統(tǒng)中的降壓斬波器、三相逆變器、充電機(jī)三者為描述對(duì)象，利用輸入與輸出之間的數(shù)學(xué)關(guān)系搭建數(shù)學(xué)模型，并分別與離線模型、實(shí)際控制器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，在誤差范圍內(nèi)保證了數(shù)學(xué)模型的可靠性，為下一步數(shù)學(xué)模型離散化奠定了基礎(chǔ)。
　　2．由于在實(shí)時(shí)仿真

3、中需采用定步長(zhǎng)的數(shù)值積分方法，因此就要求在FPGA建模過(guò)程中需采用數(shù)字離散化方法將連續(xù)的模型進(jìn)行離散化處理。本文以前向歐拉的離散方法，將數(shù)學(xué)模型離散化處理，并利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真器的工具箱搭建相應(yīng)的FPGA模型，下載到dSPACE實(shí)時(shí)仿真器中。
　　3．以本文研究中使用到的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為例，分別介紹了半實(shí)物仿真試驗(yàn)臺(tái)的軟、硬件組成架構(gòu)。同時(shí)，將實(shí)時(shí)仿真測(cè)試結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)采集的控制器性能指標(biāo)對(duì)比，驗(yàn)證了實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)具有一定的有效性和可信