1.项目概况

运动控制系统虚拟仿真实验是集计算机远程控制、控制系统仿真、运动控制系统、数据采集和自动控制算法为一体、虚拟仿真与实验验证相结合的多功能实验装置。利用Matlab、LabView、Cadence、Win CC、组态王等软件，通过自主研发的网络化实验教学平台搭建虚拟仿真实验环境，可满足《自动控制理论》、《计算机控制技术》、《控制系统仿真》、《电机及拖动基础》、《运动控制系统》等信息与控制类专业的综合性实验教学需求，为控制系统设计、故障诊断、控制算法研究以及测控系统软件开发等实验教学提供了良好的平台，所开设的主要实验项目如表1所示。

表1 运动控制系统虚拟仿真实验项目

2.系统功能

运动控制系统虚拟仿真实验平台结合学生在交通信息与控制方向的培养目标和和开展相关实体电路实验的困难，近年来依托学校本科教学工程建设，开展了一系列虚拟仿真教学实验及其应用。

《自动控制理论》、《电机及拖动基础》、《控制系统仿真》、《计算机控制技术》和《运动控制系统》等课程的虚拟仿真实验利用中心自主开发的用户管理软件，结合Matlab/Simulink、LabView等工具软件，进行可视化的软件编程和系统仿真，并通过图形界面中的控件的操作来完成图形界面的功能设定，为学生提供课堂演示、课后实验和结果验证等的虚拟仿真环境。用户管理系统软件具有实验系统导航、实验预习、安全机制和数据保存等功能，其实验开展的参数设置界面和运行结果界面如图1、2、3所示。

图1 《自动控制理论》实验参数设置界面

图2 《自动控制理论》频域分析的实验结果界面

图3 《电机及拖动基础》学生远程登录界面与虚拟仿真实验

3.效果与特色

1）内容完整：运动控制系统虚拟仿真实验平台内容涵盖信号检测、信号传输、控制算法、电机拖动、组态监控、故障诊断和保护等，虚拟仿真实验内容丰富。

2）安全高效：这一虚拟仿真实验平台利用现代信息技术，使学生实现可视化和远程计算机终端操作，方便、直观，有效减少元器件等资源消耗和人身危险情况的发生。

3）师生互动，远程指导：虚拟实验仿真过程和结果可以在线导入网络，指导教师可以在远程进行答疑和辅导，为学生提供了更为有效和便利的实验教学途径。