电流采样与预测控制系统：基于CompactRIO和Labview的仿真研究

为了验证开关磁阻电机网络控制的效果，以NI CompactRIO为核心搭建虚拟网络控制平台，并验证控制效果。

虚拟网络控制平台的硬件配置如下。

（1）电机：1.2kW 12/8 SRM。

（2）驱动器：非对称半桥。

（3）电流传感器：霍尔电流传感器。

（4）本地端：CompactRIO，搭配NI 9201进行电流采样，NI 9401进行PWM输出。

（5）云端：电脑及windows操作系统。(www.xing528.com)

（6）通信方式：Ethernet。

CompactRIO通过采集卡对电流和位置进行采样，并通过以太网传输到上位机，上位机在Labview环境下运行预测控制算法。Compact RIO可以控制数据发送和指令执行的延时，通过对延时时间进行调整来模拟真实的网络通信系统。虚拟网络控制平台结构如图8.15所示。

图8.15　开关磁阻电机虚拟网络控制平台架构

系统采样频率设置为10 k Hz，预测和控制步长均为5，被控电机为1.5kW三相12/8开关磁阻电机。为了验证网络控制平台的效果，在电机的饱和区和非饱和区均进行了测试。在电机饱和区，转矩设定为6 N·m，转速为2 000 r/min，饱和区的电流波形如图8.16（a）所示；在电机的非饱和区，转矩设定为2 N·m，转速为1 000 r/min，非饱和区的电流波形如图8.16（b）所示。

实际电流与规划电流波形的平方差用于衡量控制效果，定义如式（8.26）所示。