[发明专利]基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法

说明书

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。

技术领域

本发明属于地铁变流器控制技术领域，涉及一种逻辑建模方法，尤其是一种基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法。

背景技术

地铁永磁牵引变流器的控制逻辑主要负责和整车控制单元进行信息交互，接收整车控制指令并计算相应的变流器控制控制指令，并将相应的指令下发给执行单元(控制芯片或继电器)，是牵引变流器控制系统的重要组成部分，具有多输入/输出变量，控制逻辑复杂，逻辑层次深等特点。随着用户功能需求的逐渐增多，变流器控制系统越来越复杂，使用传统的代码编写的方式难以清晰描述复杂的逻辑关系，且手动编写代码容易出错，已难以满足控制逻辑系统快速开发的要求。

现有的基于代码的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模和开发方发具有以下缺点：

1)通过子函数调用模式生成的控制程序，控制逻辑架构不清晰，无法准确的描述数据的流向，功能理解困难，可读性差，程序的可移植性差。

2)设计师必须手动编写、调试代码，因此容易造错误，影响调试进度，造成开发周期较长。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种基于Simulink和Sateflow的地铁永磁牵引变流器控制逻辑建模方法，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。

进一步，以上步骤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。

进一步，在步骤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。

进一步，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。