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电力机车辅助变流系统半实物仿真研究

发布时间:2018-05-21 20:46

  本文选题:HXD2型电力机车 + 辅助变流器系统 ; 参考:《大连理工大学》2016年硕士论文


【摘要】:微电子技术和大功率控制器的快速发展以及其在交流传动电力机车上的广泛应用,对交流传动控制技术提出了更高的要求,这里就需要将更为有效的、实时的试验手段引入到控制器研发过程中。在这样的试验需求下,硬件在回路仿真作为一种仿真测试手段被应用到机车控制器研发过程中。硬件在回路仿真可以在实验室环境下,提供包含模拟极限工况、故障注入等情况在内的接近真实的运行控制环境,通过搭建相应的控制器仿真系统,对控制器实物进行测试,快速、便捷的达到预期的效果,节约了实际测试的成本。本文以HXD2型货运电力机车辅助变流器系统为原型,利用dSPACE实时仿真器实现硬件在回路仿真,主要完成以下工作:1.以HXD2型货运电力机车辅助变流系统中的降压斩波器、三相逆变器、充电机三者为描述对象,利用输入与输出之间的数学关系搭建数学模型,并分别与离线模型、实际控制器技术标准对比,在误差范围内保证了数学模型的可靠性,为下一步数学模型离散化奠定了基础。2.由于在实时仿真中需采用定步长的数值积分方法,因此就要求在FPGA建模过程中需采用数字离散化方法将连续的模型进行离散化处理。本文以前向欧拉的离散方法,将数学模型离散化处理,并利用dSPACE实时仿真器的工具箱搭建相应的FPGA模型,下载到dSPACE实时仿真器中。3.以本文研究中使用到的实验平台为例,分别介绍了半实物仿真试验台的软、硬件组成架构。同时,将实时仿真测试结果与现场采集的控制器性能指标对比,验证了实时仿真系统具有一定的有效性和可信度,可以在在开发和测试阶段模拟一定的实际工况,开展切实有效的实时闭环测试。
[Abstract]:The rapid development of microelectronic technology and high power controller and its wide application in AC drive electric locomotives have put forward higher requirements for AC drive control technology. Here we need to introduce more effective and real-time test methods into the controller R & D process. Under such test demand, the hardware is simulated in the loop. The simulation test means is applied to the research and development of locomotive controller. The hardware in the loop simulation can provide close to real operation control environment, including simulation limit condition, fault injection and so on. In this paper, the HXD2 type freight electric locomotive auxiliary converter system is used as the prototype, and the dSPACE real time simulator is used to realize the hardware in the loop simulation. The following work is completed mainly: 1. the step-down chopper, three-phase inverter and charger in the auxiliary converter system of HXD2 type freight electric locomotive are used. The three is the description object and uses the mathematical relation between the input and output to build a mathematical model. Compared with the off-line model and the actual controller technical standard, the reliability of the mathematical model is guaranteed within the range of error. The next step of mathematical model discretization is laid a foundation of the base.2., which needs a steady step in the real time simulation. Therefore, the digital discrete method is required to discretize the continuous model in the FPGA modeling process. This paper discretize the mathematical model to the Euler's discrete method, and builds the corresponding FPGA model by using the toolbox of the dSPACE real time simulator to download to the dSPACE real time emulator,.3. for this article The experimental platform used in the study is used as an example. The software and hardware architecture of the hardware in the loop simulation test rig are introduced respectively. At the same time, the real time simulation test results are compared with the performance indexes of the controller in the field. It is verified that the real time simulation system has certain validity and credibility, and can simulate certain stages in the development and test stages. Practical and effective closed loop test is carried out in actual working conditions.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U264;TP391.9

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8 李q,

本文编号:1920762


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