计算机硬件课程虚拟实验平台的开发与设计

针对传统的计算机硬件教学实验平台现存在的局限性,根据网络虚拟实验室的设计原则和目标,本文对虚拟实验平台的功能、模块、系统流程等进行了分析。以《计算机硬件技术基础实验教材》中的8254硬件实验为例,采用控件技术、虚拟仪器技术和MySQL数据库技术相结合的方法,以C／S为体系结构,在Visual C＋＋6．0集成开发环境下,利用VC＋＋等编程语言编写仿真控制平台,细致的剖析了构建网络虚拟实验平台的开发过程和关键技术。     

飞行器虚拟振动试验平台构建

针对用振动台进行飞行器振动环境试验时存在试验周期长、耗费高及易发生过试验或欠试验等问题,采用虚拟现实技术建立了飞行器虚拟振动试验平台.采用系统仿真软件LMS AMESim建立了电振动台正弦振动控制仪模型;通过多学科系统仿真软件LMS Virtual.Lab建立了振动台的多体系统动力学模型,进行了振动台多体动力学模型与电磁作动系统模型的机电联合仿真;实现了振动控制系统、电磁作动系统、振动台与试件机械系统的闭环仿真,构建了飞行器虚拟振动试验平台.利用该虚拟振动试验平台系统进行了盒式试件的正弦振动试验.结果表明,采用机电耦合建模方法构建的虚拟振动试验平台综合考虑了试件、振动台机械系统、控制系统及电气系统的耦合效应,可为飞行器的试前分析和虚拟振动试验提供试验环境.     

基于RTX的航电综合模拟系统应用研究

针对飞行器航电系统实物参与半物理仿真实验结构庞杂,实验困难的问题,提出一种基于RTX实时环境下的飞行器航电综合模拟系统体系结构方案以及工程上可实现的方法.基于该方案和方法研制的模拟系统充分利用计算机软硬件平台,采用虚拟技术,实现了对飞行器航电系统特性的模拟,从而为飞行器航电系统半物理仿真实验提供了良好的仿真验证手段和技术支持.该系统成功应用在某型直升机航电系统半物理仿真实验中,为该型直升机航电系统定型验证提供了实验手段和验证依据.     

三维数控综合测试平台的虚拟现实设计与实现

设计开发了一种基于PMSM的虚拟现实结合的三维数控系统综合性能测试平台。运用分层模块化思想设计平台软、硬件结构,开发平台电气控制系统,搭建以PMSM为核心的交流伺服控制系统及其仿真模型。利用InTouch工控软件构建机械本体仿真模型,运用MATLAB/Simulink构建数控平台伺服控制系统仿真模型与PMSM控制系统并实现仿真模块交互与联调;最后,通过虚拟仿真实验验证该综合测试平台的可行性,为数控系统乃至机电系统的性能精确测试提供思路。     

基于MATLAB的控制系统频率特性实验的开发

设计了基于MATLAB的虚拟实验系统，通过验证和试运行，此虚拟实验系统很好地实现了在计算机平台上频率特性实验的演示和仿真功能。     

一种金属材料拉伸实验虚拟仿真系统开发

针对传统拉伸实验教学中存在的学生参与度低、理解难的问题,课题组采用Unity 3D作为虚拟仿真系统的开发平台,利用CATIA对实验环境进行了三维建模,使用UGUI完成整个界面设计,开发了一种虚拟仿真实验系统。该系统可靠性高、占用计算机内存小、可视化程度高、界面简洁、操作简便,可实现模拟仿真实验的功能,具有较好的推广价值。     

虚拟PLC仿真实验平台的设计

为解决目前PLC仿真实验平台在无PLC硬件条件下无法进行PLC实验及远程资源共享的问题,提出了一种完全虚拟条件下的PLC仿真实验平台。该实验平台由PLC仿真软件GX Simulator、工业组态软件组态王和虚拟串口软件VSPD组成。PLC仿真软件虚拟实际的PLC,工业组态软件模拟实际的控制对象,虚拟串口实现虚拟PLC和组态王的通信,并可以通过Web发布将实验平台与各个用户终端相连,实现实验资源的远程共享。该实验平台充分利用现有计算机和网络资源,满足了学生自主学习和自我学习的要求,是一种先进的PLC实验教学系统。     

面向对象程序虚拟仿真实验系统的研究与实现

在面向对象程序设计课程教学过程中,教学和实验条件不足以及计算机硬件更新迅速等问题严重影响了教学的效果,采用虚拟技术对面向对象程序设计课程中所需的硬件和实验过程进行仿真,可以很好地解决这些问题。该文从虚拟实验软件的目的和功能要求出发,设计了虚拟仿真实验系统的架构,阐述了虚拟仿真实验系统中人机交互功能的实现方法,将该虚拟仿真实验系统用于实际教学中可达到预期的教学效果。     

典型控制环节虚拟实验系统的设计与实现

对自动控制理论中典型控制环节虚拟实验系统的工作原理和实现方法进行了研究.采用计算机数字仿真技术代替传统实验电路的仿真技术,计算机软件提供一个虚拟的实验平台,操作者可以自行设计实验方案,构建实验系统,完成传统实验由控制系统学习机实现的各项功能,使实验更具开放性和创造性.通过实例,论述了虚拟实验系统的功能、设计思想和开发过程.     

自动变速器控制系统硬件在环仿真实验台开发

介绍了硬件在环（HIL）仿真实验的概念、系统组成及关键技术。借助于Matlab／Simulink方便的图形化建模环境,研究了基于Matlab／xPC工具箱开发硬件在环仿真实验台的方法,设计了汽车自动变速器控制系统快速开发硬件在环仿真实验台。通过汽车变速器控制系统硬件在环实验验证,结果表明该实验平台工作可靠,可以有效地缩短控制系统的开发周期,提高控制系统的设计水平,节约试验费用,为控制系统的开发提供了便利的条件。     

基于虚拟仪器的电流变传动机构的远程测控系统

将虚拟仪器技术、网络技术和电流变技术有机的结合起来，在虚拟仪器平台上构建了电流变传动机构的远程测控系统，介绍了该系统的架构方案，远程控制方案，利用该系统可方便地实现对电流变传动机构各种物理量的迅速，精确的测量怀控制；同时该系统也是新型的教学科研实验平台，在此平台上可做多种机电传动与控制实验。     

电梯控制仿真系统的研究

提出了一种面向教学和科研的高性能电梯控制仿真系统的实现框架．重点研究了基于PLC控制的电梯仿真模型功能设计和以计算机为核心的虚拟电梯系统的硬件和软件实现。该系统直观透彻地反映电梯的结构和运行规律,为各种新型电梯控制技术的进一步研究提供平台。     

履带车辆肘内式半主动油气悬挂性能研究

肘内式油气悬挂与传统油气弹簧相比,能够以较小的体积和质量,提供更高的负载能力。将履带车辆肘内式油气悬挂单轮模型与半主动控制相结合,进行了半主动肘内式油气悬挂动态特性分析,提出了基于天棚算法的半主动双环控制策略,外环控制器计算目标阻尼力对应的阀芯位置,内环控制器控制阀芯跟踪目标位置,从而达到改善履带车辆平顺性的目的。探索了Virtual.Lab,AMESim和Matlab之间的集成接口,搭建了机电液耦合系统的联合仿真虚拟试验平台,并在该平台对控制算法进行了验证,结果表明肘内式油气悬挂半主动性能显著优于被动悬挂。     

基于虚拟样机技术的汽车ABS性能研究

在虚拟样机技术的基础上,采用基于逻辑门限值控制算法的ABS控制策略,进行了汽车ABS性能的分析和研究.首先利用ADAMS软件,建立了某轿车的14自由度虚拟样机仿真模型;再在Matlab/Simulink环境下,建立ABS制动器及其控制模型;将虚拟样机模型与ABS的控制模型相结合,从而构成研究ABS性能的联合仿真模型.最后,分别在高、低附着系数路面上分析了ABS的性能.仿真得出的结果说明了ABS联合仿真模型的可行性与有效性.该联合仿真模型的建立为加速ABS的研究和开发提供了便利和基础.     

旋翼无人机螺旋桨静拉力性能的计算与试验验证

针对旋翼无人机螺旋桨的设计需求,研究了旋翼无人机小型螺旋桨静拉力性能的工程计算方法,并构建了基于虚拟仪器的螺旋桨性能测控系统.采用涡流理论作为螺旋桨静拉力特性的计算方法,结合图形化设计软件LabVIEW,构建了螺旋桨静拉力测控试验台.通过该测控试验台对计算结果进行了对比验证,分析结果表明计算结果与实验数据趋势一致,最大平均相对误差不超过10%,吻合较好,准确度较高.     

基于IEC61131-3的可视化虚拟仪表平台的设计

文中介绍了基于IEC61131—3可视化虚拟仪表平台的系统结构和运行机理，从控制策略编制系统和图形化仪表面板两个核心方面对虚拟仪表平台展开设计，利用组件技术和基于XML的结构化配置方法对功能块虚拟仪表的实例、参数、显示组件、虚拟仪表盘和用户权限进行配置。实践表明：这种灵活的设计方式很好地满足了虚拟仪表平台的分布式和模块化设计要求。     

多参数可调节汽车人机界面实验台的设计构建

综合机械结构设计制作及汽车内饰布置、人机工程、CAD等方面的理论和技术,设计构建了一个汽车人机界面基础实验台,可用于汽车人机工程学的相关实验和研究工作。该实验台由真实的座椅、转向盘、仪表板、显示和操纵装置及虚拟道路显示等部分构成,具有多工位参数、可调节变换的特点,利用所构建的汽车驾驶室人机工程性能评价体系,可通过真实的人机交互及虚拟道路模拟进行相关实验。
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稳定平台电机负载仿真模型的建立及验证

稳定平台可以很好地隔离载机飞行过程中的角扰动,而控制系统的设计对其隔离性能的实现至关重要。针对在使用Simulink仿真时,数学模型中电机特性以及负载的影响难以确定的问题,通过实验数据对模型校准,以及设计的3种不同模拟负载进行了试验验证,从而得到了精确的仿真模型。研究结果表明,该模型能够真实反应电机及负载的特性,有利于稳定平台控制系统的仿真设计,保证了稳定平台的Jl~,N交付。