[发明专利]列车牵引控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制系统技术，尤其涉及一种列车牵引控制系统。

背景技术

轨道交通包括大铁路、城际列车、地铁、轻轨、有轨电车和中低速磁浮等，是解决公共出行的主要模式。牵引及辅助变流系统是列车的关键核心设备，负责列车的动力驱动和供电。牵引及辅助变流系统最核心部分是牵引控制系统，现有的牵引控制系统能够完成控制功能，包括信号检测和处理、主电路控制、控制算法、保护逻辑、信息处理等控制功能。

在进行本发明的研究过程中，发明人发现采用上述现有的列车牵引控制系统存在如下技术缺陷：

现有的列车牵引控制系统，控制单元为单片定点数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，或者控制单元为定点数字信号处理器和浮点数字信号处理器。通过双口随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)进行数据交互。

由于现有的列车牵引控制系统为单片定点数字信号处理器，或者为定点数字信号处理器和浮点数字信号处理器，导致控制单元的性能较低，采用上述架构的列车牵引控制系统，对列车牵引系统控制时，会造成数据采集、处理和牵引控制的精度较低，不能满足列车牵引控制系统高性能的实时控制的要求。

发明内容

本发明提供一种列车牵引控制系统，用以解决现有技术中的列车牵引控制系统控制性能较低的技术缺陷。

本发明提供一种列车牵引控制系统，包括主控制单元、辅助控制单元、存储单元、数据采集控制单元和功率驱动单元；

所述主控制单元包括主处理器和现场可编程门阵列；所述辅助控制单元包括浮点数字信号处理器；

所述存储单元与所述主处理器连接；所述主处理器与所述现场可编程门阵列连接；

所述数据采集控制单元与所述现场可编程门阵列连接；所述现场可编程门阵列与所述浮点数字信号处理器连接；所述功率驱动单元与所述现场可编程门阵列连接；

所述数据采集控制单元用于采集列车牵引及辅助变流系统的模拟和数字信号；所述现场可编程门阵列与所述浮点数字信号处理器用于根据所述模拟和数字信号调用内部的控制算法和逻辑进行运算处理；所述功率驱动单元用于根据所述运算处理的结果控制列车牵引系统；

所述主处理器用于处理所述现场可编程门阵列和浮点数字信号处理器的控制数据，并通过所述存储单元存储所述控制数据。

优选地，还包括网络接口单元，所述网络接口单元与所述主处理器连接。

优选地，还包括软件加载单元；所述软件加载单元与所述主处理器和现场可编程门阵列连接，所述软件加载单元还与所述浮点数字信号处理器连接；

所述主处理器用于通过所述网络接口单元调取本地计算机中的控制软件，所述软件加载单元用于将所控制述软件加载到所述现场可编程门阵列和浮点数字信号处理器中。

优选地，所述软件加载单元具体为复杂可编程逻辑器。

优选地，所述浮点数字信号处理器为两个，具体为第一浮点数字信号处理器和第二浮点数字信号处理器，所述第一浮点数字信号处理器与第二浮点数字信号处理器连接。

优选地，所述网络接口单元包括以太网接口和串行通信接口；所述网络接口单元还包括控制局域网络接口或多功能车辆总线网关接口；

所述以太网接口用于与以太网连接，实现与本地计算机和其它牵引控制系统的通信，实现列车运行数据的下载且通过本地计算机同时进行实时运行监控，通过本地计算机及无线网络实现本地和远程系统诊断；

所述控制局域网络接口或多功能车辆总线网关接口用于实现与列车控制网络的连接；

所述串行通信接口用于实现多路备用，提供系统内部与其它设备的数据交互。

优选地，所述存储单元包括同步动态随机存储器、第一非易失性闪存和第二非易失性闪存；

所述同步动态随机存储器和第一非易失性闪存用于存储控制系统运行数据和所述主处理器的软件，所述第二非易失性闪存用于存储所述现场可编程门阵列和浮点数字信号处理器的软件。

优选地，所述数据采集控制单元包括用于采集和处理模拟量的模拟输入模块、用于输出模拟状态量的模拟输出模块、用于采集和处理数字状态量的数字输入模块和用于输出数字状态量和控制量的数字输出模块；

优选地，所述功率驱动单元包括驱动模块、监测反馈模块和开关管；

所述驱动模块与所述开关管和现场可编程门阵列连接；所述监测反馈模块与所述开关管和现场可编程门阵列连接；