(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210652756.9 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 中国船舶工业综合 技术经济研究院 地址 100081 北京市海淀区学院南路70号 (72)发明人 闫戈　杨诚　刘虹晓　李游　 徐雅丽　郝光耀　 (74)专利代理 机构 中国船舶专利中心 1 1026 专利代理师 董金鹏 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 基于模型的故障数据仿真 设备及仿真方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模型的故障数据仿 真设备及仿真方法， 其中仿真设备包括模型故障 仿真与注入分系统与故障仿真与 操控软件， 模型 故障仿真与注入分系统包括主控模块、 电源管理 模块、 数据存储模块、 应变信号输出模块、 电压信 号输出模块、 振动ICP信号输 出模块、 热电偶信号 输出模块、 电流信号输出模块和数字量I/O信号 输出模块。 本发 明能以构建的机电液装置数字模 型编译的DLL动态链接库为输入， 可生成机电液 装置全工况运行状态数据， 通过对应的硬件端 口， 实现仿真数据的输出。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115221778 A 2022.10.21 CN 115221778 A 1.一种基于模型的故障数据仿真设备， 其特征在于， 包括模型故障仿真与注入分系统 与故障仿 真与操控软件， 所述模型故障仿 真与注入分系统包括主控模块、 电源管理模块、 数 据存储模块、 应变信号输出模块、 电压信号输出模块、 振动ICP信号输出模块、 热电偶信号输 出模块、 电流信号输出模块和数字量 I/O信号输出模块； 其中， 所述主控模块 能运行所述故障仿真与操控软件通过控制总 线对目标模型各功能 模块控制以进行故障仿真并生成多种仿真信号； 所述电源管理模块， 能将输入的初始电压信号转换为安全电压信号， 且其能分别为所 述主控模块、 所述数据存储模块、 所述应变信号输出模块、 所述电压信号输出模块、 所述振 动ICP信号输出模块、 所述热电偶信号输出模块、 所述电流信号输出模块和所述数字量I/O 信号输出模块供电； 所述数据储 存模块， 能对所述目标模型的故障仿真数据进行存 储； 所述应变信号输出模块、 所述电压信号输出模块、 所述振动ICP信号输出模块、 所述热 电偶信号输出模块、 所述电流信号输出模块和所述数字量I/O信号输出模块能按照用户的 设定分别实现对应变电压信号、 通用电压信号、 振动ICP信号、 热电偶信号、 电流信号和数字 量信号的仿真输出， 且各信号数据输出模块均能通过信号线缆连接 到设备的接口面板上。 2.根据权利要求1所述的基于模型的故障数据仿真设备， 其特征在于， 所述应变信号输 出模块和所述电压信号输出模块集成在同一信号数据输出模块中 以能输出应变电压信号 和/或通用电压信号。 3.根据权利要求1所述的基于模型的故障数据仿真设备， 其特征在于， 所述故障仿真与 操控软件包括模型管理模块， 执行管理模块， 引擎管理模块， 且所述模型管理模块， 所述执 行管理模块， 所述引擎管理模块均能与所述主控 模块电连接并受其控制。 4.根据权利要求3 中所述的基于模型的故障数据仿真设备， 其特征在于， 所述模型管理 模块包括： 模型加载子模块， 用于添加所述目标模型、 对其进行定义、 解析、 备注， 并生成第一模型 参数列表； 模型参数配置子模块， 用于对所述第 一模型参数列表进行配置、 更改、 说明以生成第二 模型参数列表； 模型参数映射子模块， 用于设置所述目标模型分别与设备硬件及人机交互界面之间的 映射关系。 5.根据权利要求4所述的基于模型的故障数据仿真设备， 其特征在于， 所述执行管理模 块包括： 执行设置子模块， 用于设置执行的参数并运行执行程序， 且其能以所述主控模块的控 制器参数设置、 处 理器参数设置、 取样设置、 时钟源设置为输入， 输出 执行设置的状态结果； 执行状态监视子模块， 用于将所述第 二模型参数列表中的各个配置参数加载到模型解 算中， 并将硬件配置参数加载到硬件驱动程序中。 6.根据权利要求5所述的基于模型的故障数据仿真设备， 其特征在于， 所述引擎管理模 块包括电压信号控制引擎子模块、 热电偶信号控制引擎子模块、 振动ICP信号控制引擎子模 块、 应变信号控制引擎子模块、 电流信号控制引擎子模块和数字量IO信号控制引擎管理子 模块以用于分别驱动硬件输出模块。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221778 A 27.根据权利要求3所述的基于模型的故障数据仿真设备， 其特征在于， 所述故障仿真与 操控软件基于LabVIEW平台开发完成。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的基于模型的故障数据仿真 设备， 其特 征在于， 所述应变信号输出模块能输出2路信号数据； 所述电压信号输出模块能输出4路信号数据； 所述振动ICP信号输出模块能输出4路信号数据； 所述热电偶信号输出模块能输出2路信号数据； 所述电流信号输出模块能输出4路信号数据； 所述数字量 I/O信号输出模块能输出8路信号数据。 9.一种基于模型的故障数据仿真方法， 其特征在于， 利用权利要求1至8中任一项所述 的基于模型的故障数据仿真 设备执行以下步骤： 根据待仿真装置构建数字模型； 将所述数字模型编译为DL L动态链接库以形成所述目标模型； 将所述目标模型嵌入所述所述故障仿真与操控软件中并对所述目标模型运行状态数 据进行实时仿真； 按照用户的设定从多个所述信号数据输出模块中选出至少一个信号数据输出模块作 为对应的硬件端口以输出仿真数据。 10.根据权利要求9所述的基于模型的故障数据仿真方法， 其特征在于， 所述待仿真装 置为机械装置、 电气装置和液压装置中的至少一种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221778 A 3