1.概述

磁浮車輛控制器的控制回路仿真試驗和產品動態(tài)測試是磁浮交通系統研發(fā)中的關鍵環(huán)節(jié),。這些測試旨在驗證車輛控制器的設計是否滿足運行要求,，并評估其在實際運行中的動態(tài)性能,。

首先，控制回路仿真試驗通過在仿真環(huán)境中模擬不同工況和場景下的控制回路運行,，檢驗控制系統的穩(wěn)定性,、響應速度和抗干擾能力等關鍵指標。這有助于發(fā)現和解決潛在的控制問題,，優(yōu)化控制算法,，并確保車輛在各種工況下能夠穩(wěn)定、安全地運行,。

其次,，產品動態(tài)測試則是將車輛控制器安裝在實際磁浮車輛上，通過在實際運行中采集數據并進行分析,，評估控制器的實際性能,。這種測試能夠驗證仿真試驗的結果是否與實際運行情況一致，發(fā)現潛在的問題并及時調整優(yōu)化,，從而確保磁浮車輛的運行安全性和穩(wěn)定性,。

2.磁浮車輛半實物仿真測試系統總體設計

仿真系統的所有實時仿真機上運行統一的分布實時仿真引擎，支持模型間數據的同步交互,。仿真系統主要由試驗管理系統,、視景系統、牽引仿真系統,、車輛仿真系統,、運控仿真系統、仿真接口平臺,、故障注入系統,、控制器真件組成。

圖1系統架構圖

2.1. 磁浮車輛半實物仿真測試系統異構多目標實時仿真系統

仿真機之間通過反射內存組網通信,，反射內存提供了高速低延時的數據通訊機制,，同時也支持事件機制實現主從時鐘同步。

該系統共9臺實時仿真機,，其中一臺做主節(jié)點,，8臺做從節(jié)點，9臺仿真機內均插有反射內存卡,，組成光纖網絡,。

圖2 異構多目標實時仿真系統架構圖

2.2.   硬件構成

異構多目標實時仿真環(huán)境采用LINKS-RT位目標機，構成如下：

實時仿真機：Links-Box-03仿真機,，采用酷睿I7主頻4.2GHz的高性能處理器,；

通訊接口：高速光纖接口的反射內存接口卡。

2.3.   軟件構成

RT-sim 仿真管理軟件包提供 Matlab Simulink 模型與 VxWorks 目標機的無縫連接。

RT-sim 仿真管理軟件包支持如下功能：

Links-RT實時仿真軟件包由6個模塊組成：

1)    主控軟件RT-Sim Plus：運行于Windows操作系統,，實現仿真全過程管理,；

2)    IO模塊庫RT-Lib：集成于MATLAB Simulink環(huán)境中，提供IO模塊的配置,；

3)    實時代碼生成組件RT-Coder：集成于MATLAB Simulink環(huán)境中,，實現由MATLAB Simulink模型自動生成VxWorks目標代碼；

4)    目標機實時仿真引擎RT-Engine：運行于VxWorks操作系統之上的仿真引擎,，為模型提供實時運行環(huán)境,；

5)    分布式仿真組件RT-MP：基于反射內存網，支持多節(jié)點分布式并行仿真,；

6)    RTLabview軟件：通過RTSimplus的watcher接口鏈接至模型,，支持用戶利用Labview開發(fā)環(huán)境自行搭建測試面板與RTSimplus中的模型進行數據交互，為RTSimplus提供了更高的靈活性及人機交互性能,。

RTLabview工作流程圖

2.4.   工作流程

1)    用戶采用 Matlab Simulink上通過模塊庫RT-Lib,，完成分布式模型系統模型組建。

2)    通過集成在Simulink環(huán)境中的RT-Coder組件進行代碼生成文件,，將系統模型轉換為VxWorks目標代碼,。

3)    仿真主軟件RT-Sim Plus，將生成的目標代碼加載到9臺VxWorks實時仿真機中,，其中一臺做主節(jié)點,，8臺做從節(jié)點。

4)    在模型的運行過程中,，用戶可通過仿真主軟件RT-Sim Plus,，實時監(jiān)視模型信號并在線修改參數；也可用RTLabview自行搭建測試面板對模型信號和參數進行監(jiān)視和修改,。

5)     仿真主軟件也支持離線仿真模式,，可以在脫離硬件環(huán)境的條件下進行模擬運行。

6)     實時仿真結束后,，可以實時保存數據,，自動從目標機上傳數據，支持在 Matlab,、Excel 等軟件中進行數據分析,。支持數據回放。

3.Links-RT對SimPack的支持

Links-RT 實時仿真平臺 集成 SimPack 實時解算器,，simpack 構建仿真模型后可導出 .spck 文件,，通過RTSimPlus 管理軟件快速部署到目標機,，支持多線程配置,、關聯控制器模型輸入輸出接口，構成控制器模型-對象物理模型的聯合仿真,， 同時可與simpack軟件 實時通訊,，實時顯示仿真動畫,。如下圖所示：