[发明专利]用于仿真系统信号量和电气量耦合的方法及系统

权利要求书

1.一种用于仿真系统信号量和电气量耦合的方法，其特征在于，包括：

将仿真系统的电气模块中电气量转换为信号量；

将仿真系统的信号模块等效为对应的受控源，通过将转换后的信号量作为受控源的输入，将受控源的输出与仿真系统的电气模块相连，从而实现信号量和电气量的连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将仿真系统的电气模块中电气量转换为信号量包括：

对电气模块中的电气量进行测量，得到信号量，信号量与电气量满足下式(1)：

y＝kY (1)

其中，y为测量得到的信号量，Y为电气模块的电气量，k为测量系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将仿真系统的信号模块等效为对应的受控源，包括：根据下式(2)进行等效：

其中，X是受控电压源输出电压U和受控电流源输出电流I构成的向量，x是受控源控制电压u和控制电流i构成的向量，Z是转换系数矩阵，a₁、a₂、a₃和a₄是转换系数，转换系数的值由转换系数表查表得到。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将转换后的信号量作为受控源的输入，将受控源的输出与仿真系统的电气模块相连，包括：

信号模块的状态方程为下式(3)所示：

电气模块的状态方程为下式(4)所示：

其中，x为信号模块的状态矩阵及输出信号量，y为信号模块的输入信号量；Y为电气模块的状态矩阵及输出电气量，X为电气模块的输入电气量，A、B、C、D表示系数矩阵；

式(3)的输入量和输出量分别为式(4)的输出量和输入量，式(4)的输入量和输出量分别为式(3)的输出量和输入量；

根据式(1)-(4)得到下式(5)，进而实现了信号模块中信号量与电气模块中电气量的耦合：

其中，转换系数矩阵Z中各转换系数的值由转换系数表查表得到。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述转换系数表如下表1所示：

表1转换系数表

其中，μ是转移电压比；r是转移电阻；g是转移电导；a是转移电流比。VCVS为电压控制电压源，CCVS为电流控制电压源，VCCS为电压控制电流源，CCCS为电流控制电流源；受控源的类型由信号模块输出的信号量x以及电气模块所需的输入电气量X决定，可由受控源类型表查表得到，受控源类型表如下表2所示：

表2受控源类型表

6.一种用于仿真系统信号量和电气量耦合的系统，其特征在于，包括：电气-信号转换模块和信号-电气转换模块；

电气-信号转换模块用于将仿真系统的电气模块中电气量转换为信号量；

信号-电气转换模块用于将仿真系统的信号模块等效为对应的受控源；

信号-电气转换模块使信号模块中的信号量转换为相应受控源输出的电气量，将其送入仿真系统的电气模块；电气-信号转换模块将电气模块中的电气量转换为信号量反馈到仿真系统的信号模块，进而实现信号模块和电气模块的耦合，从而实现信号量和电气量的连接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电气-信号转换模块用于将仿真系统的电气模块中电气量转换为信号量，包括：

对电气模块中的电气量进行测量，得到信号量，信号量与电气量满足下式(6)：

y＝kY (6)

其中，y为测量得到的信号量，Y为电气模块的电气量，k为测量系数；

测量模块的选择方法如下：

当信号模块所需信号量y为电压量时采用电压测量模块；

当信号模块所需信号量y为电流量时采用电流测量模块；

当信号模块所需信号量y为其他信号量时采用相应的测量模块。