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遠程虛擬仿真實驗室教學系統

2018-03-23 14:13      點擊:
實驗室建設背景 
五木恒潤北京軟件開發公司認為目前高等教育中,越來越強調對學生實踐能力的培養,實驗教育成為理工科教育的一個至關重要的環節。五木恒潤隨著各學科實驗項目和學生人數增多,傳統的電氣實驗室和實驗儀器數量很難滿足學生的需求,五木恒潤在教學和學生使用上不便之處也慢慢凸現出來。如何解決傳統實驗教學資源分配不足、實驗方式過于刻板、實驗器材維護費時費力、實驗內容固定難以拓展等問題,是目前新工科建設、課程改革內容中一個討論熱點。 
五木恒潤在對創新型實驗建設的需求日益明確之際,五木恒潤仿真實驗教學的概念開始成為學校關注的重點。五木恒潤仿真教學實驗是一種基于軟件技術構建虛擬實驗教學系統,是現有各種教學實驗室的數字化和虛擬化,五木恒潤為開設各種專業實驗課程提供了全新教學與科研環境。因此建設仿真實驗室可以與實物實驗室互補,五木恒潤虛擬實驗教學系統除了可以輔助高??蒲泄ぷ?,五木恒潤在實驗教學方面也具有如利用率高。五木恒潤科技有限公司在許多高校都根據自身科研和教學需求建立了一些高科技仿真實驗室。 
 
遠寬解決方案 
五木恒潤遠寬能源除了將仿真技術應用于科研與工業測試,也率先將該技術引入到了教學實驗室建設中。五木恒潤對于不同實驗內容與實驗類型,五木恒潤遠寬能源提出了如下仿真實驗建設的解決方案:實時仿真實驗和遠程虛擬仿真實驗。
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1. 實時仿真實驗 
五木恒潤遠寬能源將先進FPGA小步長實時仿真技術應用到教學實驗室建設中,五木恒潤實時仿真技術使它能夠覆蓋電力電子、電機驅動、新能源等多個電力電子相關應用的創新教學實驗以及研究的需求?;趫D形化系統建模,模型一鍵下載,無需FPGA編程編譯,大大增強了產品的易用性;五木恒潤虛擬實驗平臺還配置了硬件控制器,和仿真器構成完整的閉環系統。實時仿真實驗系統如下圖所示:
虛擬仿真教學平臺
相比于純軟件仿真—— 
五木恒潤軟件仿真能夠幫助學生學習和驗證控制理論與算法,五木恒潤但較難培養學生的實際動手能力,五木恒潤對控制器也沒有直觀認識;而使用實時仿真平臺驗證真實的硬件控制器可以更好的培養學生的動手能力: 
? 學生可以接觸到實際的控制設備;可以了解和學習如何將理論和算法轉化為在實際控制設備上運行的代碼; 
? 可以學習和了解信號采集,PWM脈沖發生等實際的硬件知識;可以自己動手配置、連線、調試,通過示波器觀察真實的信號等; 
相比于實物試驗臺—— 
五木恒潤也有一些電力電子與電機教學實驗是基于實物試驗臺,相對而言實時仿真具有如下的優勢: 
? 實時仿真更適合于并網型系統實驗,由于電網是一個大的能量源,并網型的系統(大多數新能源系統都是并網型)即使是小功率的,五木恒潤實驗和調試一般都是比較危險,很容易過流燒壞設備;而實時仿真實驗在這樣的場合就很有優勢。 
? 五木恒潤實時仿真更適合原動機貴重體積大場合,如風機、光伏、儲能系統等。風機、光伏板、蓄電池一般都體積大,價格高,運行需要合適的氣象條件等,實物實驗不方便。 
? 五木恒潤控制側算法開放可修改,很多實物試驗臺只能進行演示性和操作性實驗,控制器是不開放的;而本實時仿真試驗臺的控制側算法是開放可修改的。 
? 讓學生接觸和了解實時仿真這一先進的科研與測試手段 
五木恒潤除了如上優勢,實時仿真實驗室的一個重要的意義,就是可以讓更多的學生接觸和了解 實時仿真 這一目前在研究和實際工業產品測試中用的越來越多的先進的開發和測試手段,有利于培養學生的操作能力、分析調試能力、設計能力和創新意識。
 
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五木恒潤創新平臺適用于綜合型實驗、設計型實驗和創新型實驗,以及復雜、并網系統實驗五木恒潤對于展示型、原理型實驗,還有基于網絡技術的純數字仿真實驗室建設方案。五木恒潤認為教師可將實驗課程內容通過純數字仿真的方式離線模擬出來并發布到網絡上,學生可以通過登錄網頁的方式進行在線實驗。實驗界面與實驗步驟如下圖所示:
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