基于20-sim的控制類課程虛擬實驗平臺研究

初俊博， 周愛軍，張 園， 高 松, 劉淑波

(海軍大連艦艇學(xué)院， 遼寧 大連 116018)

基于20-sim的控制類課程虛擬實驗平臺研究

初俊博， 周愛軍，張 園， 高 松, 劉淑波

(海軍大連艦艇學(xué)院， 遼寧 大連 116018)

本文針對目前控制類課程實驗教學(xué)的特點及現(xiàn)狀，提出了一種虛擬實驗平臺的設(shè)計方案。將20-sim軟件與自動控制類課程實驗教學(xué)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)模型與元件，元件與系統(tǒng)之間的有機聯(lián)系，并通過實際案例闡述虛擬平臺在實驗教學(xué)中的具體應(yīng)用。該實驗平臺具有開放性，便于開發(fā)綜合性、自主性實驗，同時也有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

20-sim；自動控制；虛擬實驗平臺

0 引言

對于自動控制相關(guān)專業(yè)，控制類課程屬于基礎(chǔ)類課程，內(nèi)容涉及大量實際元件和實驗操作[1]。傳統(tǒng)的實物操作式的實驗?zāi)Ｊ诫m然可以幫助學(xué)生熟悉掌握控制類課程內(nèi)容，但由于實驗元件和實驗設(shè)備成本高，型號固定，使得實驗內(nèi)容受限[2]。

20-sim是荷蘭Twente大學(xué)控制實驗室研發(fā)的、主要面向機電一體化設(shè)計的建模與仿真平臺，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、工程等多個領(lǐng)域的設(shè)計、建模和仿真中。利用仿真軟件，將實物模型轉(zhuǎn)換為虛擬模型，不但可以降低實驗成本，更可以通過虛擬元件庫的建設(shè)，使得實驗內(nèi)容更加的豐富[3-5]。

1 控制類實驗課程現(xiàn)狀分析

控制類課程作為工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)類課程，具有課程內(nèi)容貼近工程實踐、知識點零散等特點。由于教室遠離工程現(xiàn)場，而學(xué)生又對實際的工程元件和設(shè)備缺乏了解和直觀的認知，這些特點很容易造成授課過程中的“空對空”現(xiàn)象。……