基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108089501A(43)申请公布日2018.05.29(21)申请号201711379120.7(22)申请日2017.12.20(71)申请人西安中车永电电气有限公司地址710016陕西省西安市经开区凤城十二路中国中车永济电机(72)发明人罗向阳陈建峰尚林岳左瑜君高锦慧(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法(57)摘要本发明公开了一种基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法：首先，按照功能将控制逻辑分为信号输入部分、功能控制部分和信号输出部分；然后使用Simulink模型库和Stateflow的有限状态机对控制逻辑的子模块进行建模；建模完成后，对各个子模块进行仿真验证；验证通过后，对各个子模块进行封装，预留输入和输入端口，输入和输出端口均设置为总线形式；最后在Simulink编译环境中，把各子模型通过总线形式进行连接，形成完成的mdl文件。本发明采用基于模型开发的设计理念，在Simulink/Stateflow模型中建立控制逻辑模型，根据功能进行子模块的划分，并通过总线的形式实现相应数据的流向，逻辑各部分功能清晰、数据流向准确，可读性增强。CN108089501ACN108089501A权利要求书1/1页1.一种基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.按照功能将控制逻辑分为信号输入部分、功能控制部分和信号输出部分；其中，功能控制部分又划分为三大功能模块：分别为控制指令判定模块、保护判定和保护动作模块以及数字量输出控制模块；步骤2.使用Simulink模型库和Stateflow的有限状态机对控制逻辑的子模块进行建模；步骤3.建模完成后，对各个子模块进行仿真验证；验证通过后，对各个子模块进行封装，预留输入和输入端口，输入和输出端口均设置为总线形式；步骤4.在Simulink编译环境中，根据数据流向和前后逻辑关系，把各子模型通过总线形式进行连接，形成完成的mdl文件。2.根据权利要求1所述的基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，步骤1中，所述信号输入部分由一个子模块组成，负责采集控制功能部分所需的控制变量，所述控制变量包括：通过数字量输入电路采集的数字量控制信号，通过网络信号传递的网络控制信号，通过模拟量输入电路采集的模拟量控制信号，通过DSP芯片反馈的DSP状态信号。3.根据权利要求1所述的基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，步骤1中，所述功能控制部分通过对信号输入部分送入的控制信息进行解析，判断驾驶员意图，得到相应的控制指令；所述控制指令包括：模式指令、方向指令、力矩指令和继电器动作指令。4.根据权利要求1所述的基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，步骤1中，信号输出部分负责功能控制部分计算得到的控制指令传送给执行单元，将通讯信号传送给上层控制单元。其中执行单元包括数字量输出板卡，DSP控制芯片；通讯信号主要包括变流器当前的状态，包括：运行模式、力矩输出、继电器状态。5.根据权利要求1所述的基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，步骤2，在建模过程中，对连续型模型使用Simulink模块进行建模，对事件驱动模型使用Stateflow状态机进行建模，其中，运行模式切换、故障检测和故障复位模块是事件驱动型模型。6.根据权利要求5所述的基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，建模过程中，使用支持Matlab自动代码生成的功能模块，使用Simulink下的基础模块和Stateflow状态机，保证在Simunlink模型下建立的控制逻辑模型通过Matlab的自动代码生成功能生成可执行文件。7.根据权利要求1所述的基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，步骤3中，各子模块按照各自的功能需求，明确输入和输出变量需求；按照系统的统一设计，使用Simulink的BusCreater子模块将输出变量组汇总成总线的形式。8.根据权利要求1所述的基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，其特征在于，通过模块封装技术和总线连接形成的完整mdl文件，通过matlab的自动代码生成功能将mdl文件生成硬件可执