基于LabWindows的列车半物理实时仿真模拟系统*

贾文豪，徐 颖，魏 波，单 新

(深圳大学 机电与控制工程学院, 广东 深圳 518060)

0 引言

轨道交通仿真模拟系统的主要目的是模拟真实的轨道交通驾驶环境。本文创新性地提出将“半物理实时仿真”引入城市轨道交通实时仿真,采用“实际控制器+虚拟被控对象”相结合的理念，通过在LabWindows/CVI Real-Time系统中建立虚拟电机实时模型和列车整车动力学模型[1-5],用真实电机驱动器驱动虚拟电机，虚拟电机再驱动虚拟列车模型运动。由于虚拟电机和虚拟列车的电器接口特性和实际车辆系统完全一致，列车控制设备和列车电机驱动器可以直接接入仿真系统进行硬件在环仿真(Hardware-in-the-loop)。设备调试环境与真实环境一致，无需真实开动列车就可以测试列车的各项运行参数和各种工况。

1 模拟系统的结构和工作流程

基于LabWindows的列车半物理实时仿真模拟系统的结构如图1所示，分为五个部分：司机控制台、整车控制器、整车动力学模型、电机控制器、动车半物理仿真控制柜(电机模型)。

1.1 司机控制台

司机控制台包括显示模块和操作模块，如图2所示。显示模块用于接收工作参数并按照预置显示方式显示工作参数,还用于根据所述工作参数计算得到并显示列车的行驶状态信息、整车性能信息和动力车厢参数。所述工作参数包括模拟电机的输入电压、总定子电流、电机转速、电机转矩、定子磁链和转子磁链；操作模块用于接收操作与控制指令，并将操作与控制指令发送给控制单元。

1.2 整车控制器

整车控制器用于实时接收动车控制台传输的操作与控制指令，根据所述操作与控制指令和预置的牵引力分配策略，生成牵引力指令并发送给电机控制器。……