基于RCP的Buck電路虛實結合實驗教學項目設計

吳愛華 鄧勇 宋家輝 王艷媛 朱勤海

摘? 要 設計基于NI公司FPGA板卡以及圖形化編程軟件Lab-VIEW的快速控制原型Buck電路系統開/閉環控制虛實結合實驗項目。實驗系統由基于PC測量和自動化的NI PXI平臺、PXI-

7854R板卡、Buck主電路和LabVIEW電壓控制程序組成。本實驗項目有利于學生對Buck電路系統的學習掌握，并形成電子線路與控制系統的整體概念，增強實驗教學效果。

關鍵詞 快速控制原型;Buck電路系統;LabVIEW FPGA;實驗教學

中圖分類號：G642.423? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）10-0120-04

Abstract In this paper， the rapid control prototyping （RCP） method is applied to the experimental teaching of Buck circuit system. The proposed experiment teaching project is designed for open-loop and closed-loop control modes based on NI intelligent FPGA board and graphical programming software LabVIEW. The experiment system is composed of the NI PXI platform， PXI-7854R circuit board， Buck main-circuit and LabVIEW voltage control program. The experimentteaching project is helpful for students to master the Buck circuit system， and form the whole concept of circuit and control system， and enhance the effect of experimental teaching.

Key words rapid control prototyping; Buck circuit system; Lab-VIEW FPGA; experimental teaching

1 引言

快速控制原型（RCP）是一種基于模型的開發平臺，通過該平臺，系統設計人員可以快速驗證設計方案，具有縮短研發周期和廣泛的可重用性等優點，因此在控制系統設計中得到廣泛的應用和迅速的發展[1-2]。快速控制原型仿真系統=虛擬控制器+實際對象，一種半實物仿真系統。利用快速控制原型進行控制系統的設計有諸多優點：大大縮短開發周期;在開發早期減少/消除可能的錯誤及缺陷，從而達到節省開支、降低物耗的目的;提高新產品對需求的適應性。

基于LabVIEW FPGA的快速控制原型能夠模擬各種被控制對象和控制原型，以滿足相關應用領域的開發設計和測試需求。為了進一步提高電子線路系統的實驗教學質量，避免傳統實驗操作過程易將功率主電路拓撲與閉環控制系統相互割裂的不足，本文將LabVIEW FPGA快速控制原型方法應用到對Buck電路的控制中，設計出虛實結合的實驗教學項目。通過原型，能夠方便地形成控制閉環，參數調整，以及觀測Buck電路的輸出電壓特性?！?br>