一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法及相关产品与流程

一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法及相关产品
1.本技术要求于2022年10月28日提交中国国家知识产权局、申请号为202211336259.4、申请名称为“一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法及相关产品”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本技术涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法及相关产品。


背景技术：

3.近年来，随着轨道交通技术的发展，磁浮技术逐渐占据重要角色。由于磁浮车辆具有速度快、噪声低、安全可靠等优点，因此可以完善高速客运交通网，填补航空与高铁客运之间的旅行速度空白。为了在城市轨道交通中提高磁浮车辆的竞争力，磁浮路线大多采用较为轻盈的高架桥梁。而在磁浮车辆通过桥梁区段时，桥梁对车辆的悬浮稳定性及动力响应有显著的影响，因此，在磁浮车辆投入使用前，需要预先对磁浮车辆的车辆-桥梁系统进行测试，以提高磁浮车辆的运行安全性和平稳性。
4.目前，已有的针对磁浮车辆的车辆-桥梁系统的测试方法大多是构建磁浮车辆的真实试验线，真实地模拟磁浮车辆通过轨道梁时的情况。但是这种方法需要构建出真实的测试环境，存在开发风险高、效率低的缺点。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法及相关产品，无需构建真实的测试环境即可实现磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法，包括：
7.根据磁浮车辆的车辆-桥梁系统的真件对应的运行算法，构建所述车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型；
8.基于所述虚拟模型和所述真件进行联合仿真，以得到所述车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。
9.可选地，所述基于所述虚拟模型和所述真件进行联合仿真，包括：
10.将所述虚拟模型输出的第一信号进行转换，并将转换后的第一信号发送至所述真件，以得到所述真件输出的真实信号；
11.对所述真实信号进行转换得到第二信号，并将所述第二信号发送至所述虚拟模型。
12.可选地，所述真件包括多种类型；
13.所述基于所述虚拟模型和所述真件进行联合仿真，以得到所述车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型，包括：
14.获取所述多种类型的真件之间的真实信号逻辑关系；
15.基于所述真实信号逻辑关系，对所述多种类型的真件分别对应的虚拟模型进行集成，得到所述仿真系统模型。
16.可选地，所述真件包括车辆系统、悬浮系统、导向系统和涡流制动系统；
17.所述车辆系统对应的虚拟模型通过如下步骤构建：
18.根据所述车辆系统的运行算法，构建所述车辆系统的数字孪生模型作为所述车辆系统对应的虚拟模型；所述车辆系统对应的虚拟模型用于向所述悬浮系统对应的虚拟模型、所述导向系统对应的虚拟模型和所述涡流制动系统对应的虚拟模型分别输入对应的运行指令。
19.可选地，所述多种类型的真件还包括车辆动力学系统；
20.所述悬浮系统、导向系统和/或涡流制动系统分别对应的虚拟模型通过如下步骤构建：
21.根据所述悬浮系统的运行算法，构建所述悬浮系统的数字孪生模型作为所述悬浮系统对应的虚拟模型；所述悬浮系统对应的虚拟模型用于向所述车辆系统对应的虚拟模型输入第一虚拟状态数据，并向所述车辆动力学系统的对应的虚拟模型输入悬浮力虚拟数据；和/或，
22.根据所述导向系统的运行算法，构建所述导向系统的数字孪生模型作为所述导向系统对应的虚拟模型；所述导向系统对应的虚拟模型用于向所述车辆系统对应的虚拟模型输入第二虚拟状态数据，并向所述车辆动力学系统对应的虚拟模型输入导向力虚拟数据；和/或，
23.根据所述涡流制动系统的运行算法，构建所述涡流制动系统的数字孪生模型作为所述涡流制动系统对应的虚拟模型；所述涡流制动系统对应的虚拟模型用于向所述车辆系统对应的虚拟模型输入第三虚拟状态数据，并向所述车辆动力学系统对应的虚拟模型输入制动力虚拟数据。
24.可选地，所述车辆动力学系统对应的虚拟模型通过如下步骤构建：
25.基于有限元方法，并根据所述车辆动力学系统的运行算法，建立所述车辆动力学系统的数字孪生模型作为所述车辆动力学系统对应的虚拟模型；所述车辆动力学系统对应的虚拟模型用于向所述多种类型的真件分别对应的虚拟模型输入车辆动力学虚拟数据。
26.可选地，所述磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法还包括：
27.分别构建车辆运动学虚拟模型、轨道桥梁系统虚拟模型和轨道不平顺虚拟模型；所述车辆运动学虚拟模型用于分别向所述车辆动力学系统对应的虚拟模型、所述轨道桥梁系统虚拟模型和所述轨道不平顺虚拟模型输入车辆运动学虚拟数据；所述轨道桥梁系统虚拟模型用于向所述车辆动力学系统对应的虚拟模型输入桥梁位移虚拟数据；所述轨道不平顺模型用于向所述车辆动力学系统对应的虚拟模型输入轨道不平顺虚拟数据。
28.第二方面，本技术实施例提供了一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真装置，包括：
29.虚拟模型构建模块，用于根据磁浮车辆的车辆-桥梁系统的真件对应的运行算法，构建所述车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型；
30.联合仿真模块，用于基于所述虚拟模型和所述真件进行联合仿真，以得到所述车
辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。
31.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、系统总线；
32.所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
33.所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述的方法。
34.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述的方法。
35.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
36.本技术实施例中，可以先根据磁浮车辆的车辆-桥梁系统的真件对应的运行算法，构建车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，再基于虚拟模型和真件进行联合仿真，从而得到车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。如此，根据预先构建的车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，并借助车辆-桥梁系统的部分真件，即可构建车辆-桥梁系统的半实物仿真系统模型，使得无需构建全真实的测试环境即可实现系统级半实物交联试验，从而可以提高仿真精度和工作效率，并降低开发风险。此外，采用这种虚实结合的方式，也就是虚拟模型结合真件的仿真方法，可以构建出更贴近真实的车辆-桥梁系统的仿真系统模型，从而提高仿真系统模型的构建精度。
附图说明
37.图1为本技术实施例提供的一种车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型的结构示意图；
38.图2为本技术实施例提供的一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法的流程图；
39.图3为本技术实施例提供的一种悬浮系统对应的虚拟模型和悬浮系统联合仿真的结构示意图；
40.图4为本技术实施例提供的一种导向系统对应的虚拟模型和导向系统联合仿真的结构示意图；
41.图5为本技术实施例提供的一种涡流制动系统对应的虚拟模型和涡流制动系统联合仿真的结构示意图；
42.图6为本技术实施例提供的一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真装置的结构示意图。
具体实施方式
43.正如前文所述，发明人在针对磁浮车辆的车辆-桥梁系统的测试方法的研究中发现：相关技术中，大多是构建磁浮车辆的真实试验线，真实地模拟磁浮车辆通过轨道梁时的情况。但是这种方法需要构建出真实的测试环境，存在难度大、成本高的缺点。
44.为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真构建方法，该方法可以包括：可以先根据磁浮车辆的车辆-桥梁系统的真件对应的运行算法，构建车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，再基于虚拟模型和真件进行联合仿真，从而得到车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。
45.如此，根据预先构建的车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，并借助车辆-桥梁
系统的部分真件，即可构建车辆-桥梁系统的半实物仿真系统模型，使得无需构建全真实的测试环境即可实现系统级半实物交联试验，从而可以提高仿真精度和工作效率，并降低开发风险。此外，采用这种虚实结合的方式，也就是虚拟模型结合真件的仿真方法，可以构建出更贴近真实的车辆-桥梁系统的仿真系统模型，从而提高仿真系统模型的构建精度。
46.为了便于理解本技术实施例提供的技术方案，下面分别结合实施例和附图对本技术实施例提供的磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法所构建出的仿真系统模型进行示例性介绍。
47.图1为本技术实施例提供的一种车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型的结构示意图。结合图1所示，该仿真系统模型主要可以包括：车辆运动学虚拟模型10、轨道桥梁系统虚拟模型20、轨道不平顺虚拟模型30、车辆系统对应的虚拟模型40、悬浮系统对应的虚拟模型50、导向系统对应的虚拟模型60、涡流制动系统对应的虚拟模型70，以及车辆动力学系统对应的虚拟模型80。
48.这里，车辆系统对应的虚拟模型40可以分别与悬浮系统对应的虚拟模型50、导向系统对应的虚拟模型60和涡流制动系统对应的虚拟模型70连接，以便于向悬浮系统对应的虚拟模型50、导向系统对应的虚拟模型60和涡流制动系统对应的虚拟模型70分别输出对应的运行指令，并分别接收悬浮系统对应的虚拟模型50、导向系统对应的虚拟模型60和涡流制动系统对应的虚拟模型70分别输出的虚拟状态数据。其中，悬浮系统对应的虚拟模型50可以输出第一虚拟状态数据，导向系统对应的虚拟模型60可以输出第二虚拟状态数据，涡流制动系统对应的虚拟模型70可以输出第三虚拟状态数据。
49.悬浮系统对应的虚拟模型50、导向系统对应的虚拟模型60和涡流制动系统对应的虚拟模型70还可以分别与车辆动力学系统对应的虚拟模型80连接，以便于分别接收车辆动力学系统对应的虚拟模型80输出的车辆动力学虚拟数据，并分别将对应的力学虚拟数据输入至车辆动力学系统对应的虚拟模型80，其中，悬浮系统对应的虚拟模型50可以输出悬浮力虚拟数据、导向系统对应的虚拟模型60可以输出导向力虚拟数据，涡流制动系统对应的虚拟模型70可以输出制动力虚拟数据。
50.车辆动力学系统对应的虚拟模型80还可以分别与车辆运动学虚拟模型10、轨道桥梁系统虚拟模型20、轨道不平顺虚拟模型30连接，以便分别接收车辆运动学虚拟模型10输出的车辆运动学虚拟数据、轨道桥梁系统虚拟模型20输出的桥梁位移虚拟数据、轨道不平顺虚拟模型30输出的轨道不平顺虚拟数据。其中，车辆运动学虚拟模型10还分别与轨道桥梁系统虚拟模型20、轨道不平顺虚拟模型30连接，以便将车辆运动学虚拟数据输入至轨道桥梁系统虚拟模型20和轨道不平顺虚拟模型30。
51.进一步地，车辆系统对应的虚拟模型40、悬浮系统对应的虚拟模型50、导向系统对应的虚拟模型60、涡流制动系统对应的虚拟模型70，以及车辆动力学系统对应的虚拟模型80还可以分别与车辆-桥梁系统中对应的真件连接，以便基于虚拟模型和真件进行联合仿真，得到车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。
52.此外，为了进一步耦合牵引及运控系统对应的虚拟模型90，在本技术实施例中，车辆系统对应的虚拟模型40还可以与牵引及运控系统对应的虚拟模型90连接。
53.结合上述仿真系统模型的相关内容可知，本技术实施例中，根据预先构建的车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，并借助车辆-桥梁系统的部分真件，即可构建车辆-桥梁
系统的半实物仿真系统模型，使得无需构建全真实的测试环境即可实现系统级半实物交联试验，从而可以提高仿真精度和工作效率，并降低开发风险。此外，采用这种虚实结合的方式，也就是虚拟模型结合真件的仿真方法，可以构建出更贴近真实的车辆-桥梁系统的仿真系统模型，从而提高仿真系统模型的构建精度。
54.为了使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
55.图2为本技术实施例提供的一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法的流程图。结合图2所示，本技术实施例提供的磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法，可以包括：
56.s201：根据磁浮车辆的车辆-桥梁系统的真件对应的运行算法，构建车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型。
57.一般来说，在磁浮车辆的车辆-桥梁系统中，真件包括多种类型。具体来说，多种类型的真件可以包括为车辆系统、悬浮系统、导向系统、涡流制动系统，以及车辆动力学系统。其中，悬浮系统具体可以包括悬浮控制器、悬浮传感器和悬浮电磁铁；导向系统具体可以包括导向控制器、导向传感器和导向电磁铁；涡流制动系统具体可以包括涡流制动控制器和涡流制动电磁铁。
58.这里，本技术实施例对于虚拟模型的构建方式，也就是s201可不做具体限定，为了便于理解，下面分别进行说明。
59.在一种可能的实施方式中，车辆系统对应的虚拟模型可以通过如下步骤构建：根据车辆系统的运行算法，构建车辆系统的数字孪生模型作为车辆系统对应的虚拟模型；车辆系统对应的虚拟模型用于向悬浮系统对应的虚拟模型、导向系统对应的虚拟模型和涡流制动系统对应的虚拟模型分别输入对应的运行指令。其中，对于悬浮系统对应的虚拟模型来说，其对应的运行指令为悬浮指令；对于导向系统对应的虚拟模型来说，其对应的运行指令为导向指令；对于涡流制动系统对应的虚拟模型来说，其对应的运行指令为制动指令。另外，涡流制动系统对应的虚拟模型可以采用matlab simulink工具进行逻辑构建。
60.进一步来说，悬浮系统对应的虚拟模型可以通过如下步骤构建：根据悬浮系统的运行算法，构建悬浮系统的数字孪生模型作为悬浮系统对应的虚拟模型；悬浮系统对应的虚拟模型用于向车辆系统对应的虚拟模型输入第一虚拟状态数据，并向车辆动力学系统的对应的虚拟模型输入悬浮力虚拟数据。其中，第一虚拟状态数据可以体现为悬浮状态数据；悬浮系统对应的虚拟模型可以采用matlab simulink工具进行构建。
61.导向系统对应的虚拟模型可以通过如下步骤构建：根据导向系统的运行算法，构建导向系统的数字孪生模型作为导向系统对应的虚拟模型；导向系统对应的虚拟模型用于向车辆系统对应的虚拟模型输入第二虚拟状态数据，并向车辆动力学系统对应的虚拟模型输入导向力虚拟数据。其中，第二虚拟状态数据可以体现为导向状态数据；导向系统对应的虚拟模型可以采用matlab simulink工具进行构建。
62.涡流制动系统对应的虚拟模型可以通过如下步骤构建：根据涡流制动系统的运行算法，构建涡流制动系统的数字孪生模型作为涡流制动系统对应的虚拟模型；涡流制动系统对应的虚拟模型用于向车辆系统对应的虚拟模型输入第三虚拟状态数据，并向车辆动力
学系统对应的虚拟模型输入制动力虚拟数据。其中，第三虚拟状态数据可以体现为涡流制动状态数据；涡流制动系统对应的虚拟模型可以采用matlab simulink工具进行构建。这里，本技术实施例可以结合实施例和附图详细描述悬浮系统对应的虚拟模型。具体来说，由于悬浮系统中的真件具体可以包括悬浮控制器、悬浮传感器和悬浮电磁铁，因此，构建悬浮系统的数字孪生模型作为悬浮系统对应的虚拟模型的实现过程，具体可以包括：分别构建悬浮控制器的运行算法对应的悬浮控制器虚拟模型、悬浮传感器的运行算法对应的悬浮传感器虚拟模型，以及悬浮电磁铁的运行算法对应的悬浮电磁铁虚拟模型。其中，图3为本技术实施例提供的一种悬浮系统对应的虚拟模型和悬浮系统联合仿真的结构示意图。结合图3所示，悬浮传感器虚拟模型51可以分别与车辆动力学系统对应的虚拟模型(图中未示出)、悬浮控制器虚拟模型52、悬浮电磁铁虚拟模型53连接，以便接收车辆动力学系统对应的虚拟模型输出的车辆动力学虚拟数据，并将车辆动力学虚拟数据输入至悬浮控制器虚拟模型52，以及将车辆动力学虚拟数据中的虚拟电磁间隙输入至悬浮电磁铁虚拟模型53。悬浮控制器虚拟模型52还可以与车辆系统对应的虚拟模型(图中未示出)连接，以接收车辆系统对应的虚拟模型输出的运行指令，也就是悬浮指令。另外，悬浮系统对应的虚拟模型50中还可以包括悬浮接口平台54，悬浮传感器虚拟模型51、悬浮控制器虚拟模型52以及悬浮电磁铁虚拟模型53均可以与悬浮接口平台54连接，且悬浮接口平台54还可以分别与悬浮系统的真件，也就是悬浮控制器、悬浮传感器、悬浮电磁铁连接，以便基于悬浮系统对应的虚拟模型和悬浮系统的真件进行联合仿真。为了便于理解，图3以悬浮控制器55和悬浮控制器虚拟模型52进行联合仿真为示例，悬浮控制器55和悬浮控制器虚拟模型52分别与悬浮接口平台54连接，悬浮控制器55可以先获取悬浮控制器虚拟模型52输出的第一信号的转换结果，以得到对应的真实信号，并将该真实信号通过悬浮接口平台54输入至悬浮控制器虚拟模型52，以便于对真实信号进行转换得到悬浮控制器虚拟模型52对应的第二信号，再将第二信号进一步发送至悬浮控制器虚拟模型52。对应地，悬浮控制器虚拟模型52还可以与悬浮电磁铁虚拟模型53连接，以便于将第二信号输入至悬浮电磁铁虚拟模型53，由悬浮电磁铁虚拟模型53基于第二信号和虚拟电磁间隙输出悬浮力虚拟数据。此外，为了更精准地模拟悬浮控制系统，在该悬浮系统对应的虚拟模型50中，还可以考虑故障冗余问题。具体来说，悬浮控制器虚拟模型52和悬浮传感器虚拟模型51还可以分别将故障数据作为输入数据，以进一步模拟故障冗余算法。
63.本技术实施例可以结合实施例和附图详细描述导向系统对应的虚拟模型。具体来说，由于导向系统中的真件具体可以包括导向控制器、导向传感器和导向电磁铁，因此，构建导向系统的数字孪生模型作为导向系统对应的虚拟模型的实现过程，具体可以包括：分别构建导向控制器的运行算法对应的导向控制器虚拟模型、导向传感器的运行算法对应的导向传感器虚拟模型，以及导向电磁铁的运行算法对应的导向电磁铁虚拟模型。其中，图4为本技术实施例提供的一种导向系统对应的虚拟模型和导向系统联合仿真的结构示意图。结合图4所示，导向传感器虚拟模型61可以分别与车辆动力学系统对应的虚拟模型(图中未示出)、导向控制器虚拟模型62、导向电磁铁虚拟模型63连接，以便接收车辆动力学系统对应的虚拟模型输出的车辆动力学虚拟数据，并将车辆动力学虚拟数据输入至导向控制器虚拟模型62，以及将车辆动力学虚拟数据中的虚拟电磁间隙输入至导向电磁铁虚拟模型63。导向控制器虚拟模型62还可以与车辆系统对应的虚拟模型(图中未示出)连接，以接收车辆
系统对应的虚拟模型输出的运行指令，也就是导向指令。另外，导向系统对应的虚拟模型60中还可以包括导向接口平台64，导向传感器虚拟模型61、导向控制器虚拟模型62以及导向电磁铁虚拟模型63均可以与导向接口平台64连接，且导向接口平台64还可以分别与导向控制系统的真实器件，也就是导向控制器、导向传感器、导向电磁铁连接，以便基于导向系统对应的虚拟模型和导向控制系统的真件进行联合仿真。为了便于理解，图4以导向控制器65和导向控制器虚拟模型62进行联合仿真为示例，导向控制器65和导向控制器虚拟模型62分别与导向接口平台64连接，导向控制器65可以先获取导向控制器虚拟模型62输出的第一信号的转换结果，以得到对应的真实信号，并将该真实信号通过导向接口平台64输入至导向控制器虚拟模型62，以便于对真实信号进行转换得到导向控制器虚拟模型62对应的第二信号，再将第二信号进一步发送至导向控制器虚拟模型62。对应地，导向控制器虚拟模型62还可以与导向电磁铁虚拟模型63连接，以便于将第二信号输入至导向电磁铁虚拟模型63，由导向电磁铁虚拟模型63基于第二信号和虚拟电磁间隙输出导向力虚拟数据。此外，为了更精准地模拟导向控制系统，在该导向系统对应的虚拟模型60中，还可以考虑故障冗余问题。具体来说，导向控制器虚拟模型62和导向传感器虚拟模型61还可以分别将故障数据作为输入数据，以进一步模拟故障冗余算法。
64.本技术实施例可以结合实施例和附图详细描述涡流制动系统对应的虚拟模型。具体来说，由于涡流制动系统中的真件具体可以包括涡流制动控制器和涡流制动电磁铁，因此，构建涡流制动系统的数字孪生模型作为涡流制动系统对应的虚拟模型的实现过程，具体可以包括：分别构建涡流制动控制器的运行算法对应的涡流制动控制器虚拟模型，以及涡流制动电磁铁的运行算法对应的涡流制动电磁铁虚拟模型。其中，图5为本技术实施例提供的一种涡流制动系统对应的虚拟模型和涡流制动系统联合仿真的结构示意图。结合图5所示，涡流制动控制器虚拟模型71以及涡流制动电磁铁虚拟模型72可以分别与车辆动力学系统对应的虚拟模型(图中未示出)连接，以便接收车辆动力学系统对应的虚拟模型输出的车辆动力学虚拟数据。涡流制动控制器虚拟模型72还可以与车辆系统对应的虚拟模型(图中未示出)连接，以接收车辆系统对应的虚拟模型输出的运行指令，也就是涡流制动指令。另外，涡流制动系统对应的虚拟模型70中还可以包括涡流制动接口平台73，涡流制动控制器虚拟模型71以及涡流制动电磁铁虚拟模型72均可以与涡流制动接口平台73连接，且涡流制动接口平台73还可以分别与涡流制动系统的真件，也就是涡流制动控制器和涡流制动电磁铁连接，以便基于涡流制动系统对应的虚拟模型和涡流制动系统的真件进行联合仿真。为了便于理解，图5以涡流制动控制器74和涡流制动控制器虚拟模型71进行联合仿真为示例，涡流制动控制器74和涡流制动控制器虚拟模型71分别与涡流制动接口平台73连接，涡流制动控制器74可以先获取涡流制动控制器虚拟模型71输出的第一信号的转换结果，以得到对应的真实信号，并将该真实信号通过涡流制动接口平台73输入至涡流制动控制器虚拟模型71，以便于对真实信号进行转换得到涡流制动控制器虚拟模型71对应的第二信号，再将第二信号进一步发送至涡流制动控制器虚拟模型71。对应地，涡流制动控制器虚拟模型71还可以与涡流制动电磁铁虚拟模型72连接，以便于将第二信号输入至涡流制动电磁铁虚拟模型72，由涡流制动电磁铁虚拟模型72基于第二信号和车辆动力学虚拟数据输出制动力虚拟数据。此外，为了更精准地模拟涡流制动控制系统，在该涡流制动系统对应的虚拟模型70中，还可以考虑故障冗余问题。具体来说，涡流制动控制器虚拟模型71还可以将故障数据
作为输入数据，以进一步模拟故障冗余算法。
65.进一步地，在本技术实施例中，上述车辆动力学系统对应的虚拟模型可以通过如下步骤构建：基于有限元方法，并根据车辆动力学系统的运行算法，建立车辆动力学系统的数字孪生模型作为车辆动力学系统对应的虚拟模型；车辆动力学系统对应的虚拟模型用于向多种类型的真件分别对应的虚拟模型分别输入车辆动力学虚拟数据。其中，车辆动力学虚拟数据可以包括车辆动力学虚拟数据中的虚拟电磁间隙、虚拟加速度和虚拟运行速度。车辆动力学系统对应的虚拟模型可以采用c语言开发工具进行构建，也可以采用simpack软件进行构建。如此，采用有限元方法构建数字孪生模型，可以提高对于车辆动力学系统的仿真精度，从而准确地模拟真实的车辆动力学系统的系统特性。
66.此外，上述方针方法还可以包括：分别构建车辆运动学虚拟模型、轨道桥梁系统虚拟模型和轨道不平顺虚拟模型；车辆运动学虚拟模型用于分别向车辆动力学系统对应的虚拟模型、轨道桥梁系统虚拟模型和轨道不平顺虚拟模型输入车辆运动学虚拟数据；轨道桥梁系统虚拟模型用于向车辆动力学系统对应的虚拟模型输入桥梁位移虚拟数据；轨道不平顺模型用于向车辆动力学系统对应的虚拟模型输入轨道不平顺虚拟数据。其中，车辆运动学虚拟数据可以体现为磁浮车辆的虚拟运行速度和虚拟运行里程。具体来说，桥梁位移虚拟数据可以体现为虚拟桥梁横向位移幅值和虚拟桥梁垂向位移幅值；轨道不平顺虚拟数据可以体现为虚拟轨道横向不平顺幅值和虚拟轨道垂向不平顺幅值。另外，车辆运动学虚拟模型、轨道桥梁系统虚拟模型和轨道不平顺虚拟模型可以分别采用matlab simulink工具进行构建。并且，在轨道桥梁系统虚拟模型中，具体可以利用bernoulli-euler梁模型进行仿真计算，以利用该模型简化计算过程，提高计算效率高。
67.基于以上s201的相关内容可知，通过数字孪生技术实现虚拟模型的高精度仿真构建，而无需构建真实的测试环境，从而可以降低仿真难度和成本。
68.s202：基于虚拟模型和真件进行联合仿真，以得到车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。
69.在本技术实施例中，对于联合仿真的实现过程，也就是s202，此处可以不做具体限定，为了便于理解，下面结合一种可能的实施方式进行说明。
70.在一种可能的实施方式中，s202具体可以包括：将虚拟模型输出的第一信号进行转换，并将转换后的第一信号发送至真件，以得到真件输出的真实信号；对真实信号进行转换得到第二信号，并将第二信号发送至虚拟模型。通过虚拟模型和真件进行信号交互，可以实现虚拟模型和真件之间的半实物仿真，从而构建出车辆-桥梁系统的半实物仿真系统模型，使得无需构建全真实的测试环境即可实现系统级半实物交联试验。
71.结合以上s201-s202的相关内容可知，在本技术实施例中，可以先根据磁浮车辆的车辆-桥梁系统的真件对应的运行算法，构建车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，再基于虚拟模型和真件进行联合仿真，从而得到车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。如此，根据预先构建的车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，并借助车辆-桥梁系统的部分真件，即可构建车辆-桥梁系统的半实物仿真系统模型，使得无需构建全真实的测试环境即可实现系统级半实物交联试验，从而可以提高仿真精度和工作效率，并降低开发风险。此外，采用这种虚实结合的方式，也就是虚拟模型结合真件的仿真方法，可以构建出更贴近真实的车辆-桥梁系统的仿真系统模型，从而提高仿真系统模型的构建精度。
72.基于上述实施例提供的磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法，本技术实施例还提供了一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真装置，下面结合附图进行解释和说明。
73.图6为本技术实施例提供的一种磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真装置的结构示意图。结合图6所示，本技术实施例提供的磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真装置100，可以包括：
74.虚拟模型构建模块101，用于根据磁浮车辆的车辆-桥梁系统的真件对应的运行算法，构建车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型；
75.联合仿真模块102，用于基于虚拟模型和真件进行联合仿真，以得到车辆-桥梁系统对应的仿真系统模型。
76.在本技术实施例中，通过虚拟模型构建模块101和联合仿真模块102二者的配合，可以根据预先构建的车辆-桥梁系统的真件对应的虚拟模型，并借助车辆-桥梁系统的部分真件，即可构建车辆-桥梁系统的半实物仿真系统模型，使得无需构建全真实的测试环境即可实现系统级半实物交联试验，从而可以提高仿真精度和工作效率，并降低开发风险。此外，采用这种虚实结合的方式，也就是虚拟模型结合真件的仿真方法，可以构建出更贴近真实的车辆-桥梁系统的仿真系统模型，从而提高仿真系统模型的构建精度。
77.作为一种实施方式，为了无需构建真实的测试环境即可实现磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真，联合仿真模块102具体可以包括：
78.第一信号转换模块，用于将虚拟模型输出的第一信号进行转换，并将转换后的第一信号发送至真件，以得到真件输出的真实信号；
79.第二信号转换模块，用于对真实信号进行转换得到第二信号，并将第二信号发送至虚拟模型。
80.作为一种实施方式，为了无需构建真实的测试环境即可实现磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真，真件包括多种类型。相应地，联合仿真模块102具体可以包括：
81.信号逻辑关系获取模块，用于获取多种类型的真件之间的真实信号逻辑关系；
82.模型集成模块，用于基于真实信号逻辑关系，对多种类型的真件分别对应的虚拟模型进行集成，得到仿真系统模型。
83.作为一种实施方式，为了无需构建真实的测试环境即可实现磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真，多种类型的真件包括车辆系统、悬浮系统、导向系统和涡流制动系统。相应地，车辆系统对应的虚拟模型具体可以通过如下模块构建：
84.第一虚拟模型构建模块，用于根据车辆系统的运行算法，构建车辆系统的数字孪生模型作为车辆系统对应的虚拟模型；车辆系统对应的虚拟模型用于向悬浮系统对应的虚拟模型、导向系统对应的虚拟模型和涡流制动系统对应的虚拟模型分别输入对应的运行指令。
85.作为一种实施方式，为了无需构建真实的测试环境即可实现磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真，多种类型的真件还包括车辆动力学系统。相应地，悬浮系统、导向系统和/或涡流制动系统分别对应的虚拟模型可以通过如下模块构建：
86.第二虚拟模型构建模块，用于根据悬浮系统的运行算法，构建悬浮系统的数字孪生模型作为悬浮系统对应的虚拟模型；悬浮系统对应的虚拟模型用于向车辆系统对应的虚拟模型输入第一虚拟状态数据，并向车辆动力学系统的对应的虚拟模型输入悬浮力虚拟数
据；和/或，
87.第三虚拟模型构建模块，用于根据导向系统的运行算法，构建导向系统的数字孪生模型作为导向系统对应的虚拟模型；导向系统对应的虚拟模型用于向车辆系统对应的虚拟模型输入第二虚拟状态数据，并向车辆动力学系统对应的虚拟模型输入导向力虚拟数据；和/或，
88.第四虚拟模型构建模块，用于根据涡流制动系统的运行算法，构建涡流制动系统的数字孪生模型作为涡流制动系统对应的虚拟模型；涡流制动系统对应的虚拟模型用于向车辆系统对应的虚拟模型输入第三虚拟状态数据，并向车辆动力学系统对应的虚拟模型输入制动力虚拟数据。
89.作为一种实施方式，为了无需构建真实的测试环境即可实现磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真，车辆动力学系统对应的虚拟模型可以通过如下模块构建：
90.第五虚拟模型构建模块，用于基于有限元方法，并根据车辆动力学系统的运行算法，建立车辆动力学系统的数字孪生模型作为车辆动力学系统对应的虚拟模型；车辆动力学系统对应的虚拟模型用于向多种类型的真件分别对应的虚拟模型输入车辆动力学虚拟数据。
91.作为一种实施方式，为了无需构建真实的测试环境即可实现磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真，该磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真装置100还可以包括：
92.第六虚拟模型构建模块，用于分别构建车辆运动学虚拟模型、轨道桥梁系统虚拟模型和轨道不平顺虚拟模型；车辆运动学虚拟模型用于分别向车辆动力学系统对应的虚拟模型、轨道桥梁系统虚拟模型和轨道不平顺虚拟模型输入车辆运动学虚拟数据；轨道桥梁系统虚拟模型用于向车辆动力学系统对应的虚拟模型输入桥梁位移虚拟数据；轨道不平顺模型用于向车辆动力学系统对应的虚拟模型输入轨道不平顺虚拟数据。
93.进一步地，本技术实施例还提供了一种设备，包括：处理器、存储器、系统总线；
94.处理器以及存储器通过系统总线相连；
95.存储器用于存储一个或多个程序，一个或多个程序包括指令，指令当被处理器执行时使处理器执行上述磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法的任一种实现方法。
96.进一步地，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述磁浮车辆的车辆-桥梁系统的仿真方法的任一种实现方法。
97.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
98.需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
99.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
100.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。