基于“虚拟仪器”技术的电类实验教学系统开发.doc
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1、基于“虚拟仪器”技术的电类实验教学系统开发 摘要:以NI公司的虚拟仪器技术的软硬件为基础,开发了基于“虚拟仪器”技术的电类实验教学系统,该系统包含三级登陆界面的设计和数据管理、自动控制原理虚拟实验系统、传感器与数据采集虚拟实验系统、自动化测试虚拟实验系统、典型控制系统虚拟实验系统,涵盖了自动化相关专业的主要内容。既有助于学生对理论知识的学习,也有助于学生创新能力的提高。 近年来,随着高校在校生规模的不断扩大,以及国家对高校教学质量、办学条件的严格要求,国内高校对教学实验设备有着巨大的需求。鉴于目前高校教学经费相对不足,难以在较短时间内扩充和更新大量的实验设备,同时实验设备的管理维护、实验室的完
2、全对外开放也存在各种各样的问题,因此使一些应该开设的教学实验无法保质、保量的正常进行,这在一定程度上会影响到教学质量的提高。采用虚拟实验室系统则可以弥补这些方面的不足,学生足不出户便可以做各种各样的实验,获得与真实实验一样的收获,从而丰富感性认识,加深对教学内容的理解。 同时,高校学生拥有计算机的比重较高,学校机房、网络设施也较完备,使用虚拟实验系统,学生只要有一台计算机,或者再加上几个数据板卡,就可以选择不同类型的实验项目进行实验,不受时间地点的限制,同时大大降低了实验室管理人员和实验指导教师的劳动强度。因此,我们立足于自己的专业,开发了基于“虚拟仪器”技术的电类实验教学系统。 二、实验系统
3、的主要研究内容 基于“虚拟仪器”技术的电类实验教学系统是把控制仿真、传感器选型和数据采集、自动化测试、典型控制系统设计等自动化关键技术综合在一起的实验系统,主要开发了该实验系统的登陆界面和数据的管理设计、自动控制原理虚拟实验系统、传感器与数据采集虚拟实验系统、自动化测试实验系统、典型控制虚拟实验系统。 (一)登陆界面和数据的管理设计 登陆界面包含三级界面:登陆主界面的设计(如图1,后台程序如图2)、选择不同项目进行实验的二级子界面(如图3)、子实验系统的具体实验项目选择三级子界面设计(如图4,以自动控制原理虚拟实验系统为例)。其中登陆主界面主要是该系统的简单介绍,是实验人员和管理员的登陆管理;
4、二级子界面设计,完成对不同子实验系统的选择;具体实验项目选择界面共有四个:用于选择自动控制原理的实验系统、传感器与数据采集实验系统、自动化测试实验系统和典型控制实验系统中某个具体实验。 数据的管理设计主要是数据库的管理以及实验数据结果的保存、报表的设计等。用户包括管理员和普通登陆人员两种形式。管理员可以对普通用户进行管理,而普通人员只能进行密码修改(如图5)。 (二)实验内容的设计 该实验系统中包含四个子实验系统,涵盖自动化相关专业的主要专业课内容:从控制设计与仿真到传感器和数据采集,再到电子测量中常用到仪表的设计和自动化测试平台的搭建,最后是典型控制系统,既与自动化专业的基本培养目标相一致,
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- 基于 虚拟仪器 技术 实验教学 系统 开发
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