1、實(shí)訓(xùn)室方案
首先將介紹本建設(shè)方案主要涉及的幾個(gè)核心的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并結(jié)合該校相關(guān)自動(dòng)控制課程展開(kāi)課程教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)應(yīng)用方案。下圖所示為完整的從一年級(jí)至三年級(jí)培養(yǎng)的 “Engineering Pipeline”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路(源自UCLA),本次建設(shè)方案包含其中的一部分,后期可視效果進(jìn)行更為全面的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
1.2.1、虛擬儀器測(cè)控創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備/軟件配置
本建設(shè)方案的儀器設(shè)備部分將主要包含以下幾個(gè)方向的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái),其簡(jiǎn)要說(shuō)明如下表所示。其后對(duì)表中每一項(xiàng)以及未來(lái)可擴(kuò)充項(xiàng)做具體說(shuō)明:
名稱(chēng) |
套數(shù) |
主要用途說(shuō)明 |
ELVIS II+ 測(cè)控技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái) |
10 |
可用于運(yùn)動(dòng)/機(jī)電/過(guò)程控制、虛擬儀器設(shè)計(jì)、智能儀器設(shè)計(jì)、智能傳感器系統(tǒng)、電子電路、信號(hào)處理等課程實(shí)驗(yàn)以及虛擬儀器專(zhuān)題實(shí)驗(yàn)、智能儀器設(shè)計(jì)訓(xùn)練、信息與電氣專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)等, 同時(shí)可作為學(xué)生科創(chuàng)競(jìng)賽平臺(tái) |
ELVIS Quansor 直流電機(jī)插板模塊 |
2 |
主要用于階躍響應(yīng)建模、穩(wěn)態(tài)誤差分析、模型時(shí)間常數(shù)提取、仿真模型與實(shí)際 模型對(duì)比、根據(jù)實(shí)際結(jié)果 修正模型、PI控制算法設(shè)計(jì)(速度控制)、PI控制速度 (方波激勵(lì))、PI控制速度 (三角波激勵(lì))、PD控制算法設(shè)計(jì)(位置控制)、電機(jī)負(fù)載對(duì)控制的影響等控制理論實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
ELVIS Quansor一自由度直升機(jī)模塊 |
2 |
主要用于模型建立(等效電阻)、模型分析、系統(tǒng)辨識(shí)工具 建立模型、PD控制算法設(shè)計(jì)、PID控制算法設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
ELVIS Quansor溫控箱插板模塊 |
2 |
主要用于開(kāi)關(guān)控制響應(yīng)、過(guò)程控制系統(tǒng) 建模、PI 控制算法 設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
ELVIS Quansor倒立擺插板模塊 |
2 |
主要用于建模 (狀態(tài)空間)、摩擦對(duì)控制算法的影響(狀態(tài)空間)、模型分析(狀態(tài)空間)、控制算法設(shè)計(jì)(LQR)(狀態(tài)空間)等實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
ELVIS Quansor機(jī)電傳感器插板模塊 |
1 |
主要用于形變傳感器、壓力傳感器、壓電傳感器、電位計(jì)傳感器、紅外傳感器、聲納傳感器、電磁場(chǎng)傳感器、編碼器、溫度傳感器、LED和開(kāi)關(guān)等機(jī)電類(lèi)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué) |
myDAQ學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新動(dòng)手平臺(tái) |
50 |
主要用于作為自動(dòng)控制原理、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)等課程的學(xué)生課后動(dòng)手作業(yè),將手工計(jì)算,軟件仿真與隨時(shí)隨地動(dòng)手實(shí)驗(yàn)結(jié)果三者銜接。 |
NI LabVIEW開(kāi)發(fā)者套件軟件院校多用戶(hù)使用權(quán) |
1 |
配合以上所有NI硬件使用。包含最新LabVIEW、LabWindows/CVI等NI軟件以及教學(xué)和科研項(xiàng)目中常用的多種工具包,支持安裝系屬實(shí)驗(yàn)室中所有電腦(最多50臺(tái)),相比單獨(dú)采購(gòu)可優(yōu)惠90% |
NIMultisim電路設(shè)計(jì)套件院校多用戶(hù)使用權(quán) |
1 |
包含Multisim電路仿真軟件和Ultiboard布線(xiàn)軟件,可用于電路設(shè)計(jì)以及學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐中需要進(jìn)行電路仿真與設(shè)計(jì)的場(chǎng)合,并且與ELVIS硬件無(wú)縫連接。將計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與硬件設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì),聯(lián)系理論與實(shí)際。支持安裝系屬實(shí)驗(yàn)室中所有電腦(最多50臺(tái)),相比單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)優(yōu)惠90%以上 |
NI LabVIEW機(jī)器人起步包, |
1 |
NI LabVIEW機(jī)器人起步包在設(shè)計(jì)上不但能實(shí)現(xiàn)自治系統(tǒng)的原型,還能幫助學(xué)生快速熟悉NI LabVIEW機(jī)器人軟件與NI可重配置I/O(RIO)硬件的功能。評(píng)估版軟件帶來(lái)經(jīng)優(yōu)化現(xiàn)成的體驗(yàn),讓學(xué)生能快速輕松地部署自己的首款自主式應(yīng)用。 |
cRIO-9076 |
1 |
NI cRIO-9076集成化系統(tǒng)將實(shí)時(shí)處理器和可重新配置的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)結(jié)合于同一機(jī)箱,以實(shí)現(xiàn)嵌入式機(jī)器控制和監(jiān)控應(yīng)用。它集成了400 MHz工業(yè)實(shí)時(shí)處理器和LX45 FPGA,并具有4個(gè)用于NI C系列I/O模塊的插槽。為實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的應(yīng)用,它提供-20 °C到55 °C的操作溫度范圍,以及單一的9 VDC到30 VDC電源輸入范圍。cRIO-9076具有用于嵌入式操作的256 MB DRAM和用于數(shù)據(jù)記錄的512 MB非易失性存儲(chǔ)器。 |
NI 9215 |
1 |
NI cRIO-9215模塊包括4條同步采樣的模擬輸入通道和逐次比較型16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。NI cRIO-9215包含NIST校準(zhǔn),還具有通道-地面接地雙重隔離屏障,實(shí)現(xiàn)了安全性、抗擾性和高共模電壓范圍。 |
NI 9263 |
1 |
NI cRIO-9263是一款4通道100 kS/s同步更新模擬輸出模塊,適用于任何CompactRIO機(jī)箱。NI cRIO-9263還具有±30 V過(guò)壓和短路保護(hù)、低串?dāng)_、高轉(zhuǎn)換速率、高相對(duì)精度和NIST校準(zhǔn)。NI cRIO-9263模塊包括通道-地面接地雙重隔離屏障,具有良好的安全性和抗擾性。 |
NI 9401 |
1 |
NI 9401是一款8通道、100 ns的雙向數(shù)字輸入模塊,可用于任何NI CompactDAQ或CompactRIO機(jī)箱。 用戶(hù)可以根據(jù)輸入和輸出需要,按半字節(jié)(4位)靈活配置NI 9401上各條數(shù)字線(xiàn)的方向。 因此,NI 9401可編程為3種配置—8路數(shù)字輸入、8路數(shù)字輸出或4路數(shù)字輸入和4路數(shù)字輸出。 借助可重新配置I/O (RIO)技術(shù)(僅CompactRIO),用戶(hù)可使用NI LabVIEW FPGA模塊對(duì)NI 9401進(jìn)行編程,以實(shí)現(xiàn)自定義高速計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、數(shù)字通信協(xié)議、脈沖生成等。 每個(gè)通道可兼容5 V/TTL信號(hào),且I/O通道和背板之間具有1,000 Vrms的瞬態(tài)隔離電壓。 |
NI 9472 |
1 |
NI cRIO-9472是一款8通道100µs的源極數(shù)字輸出模塊,用于任何CompactRIO機(jī)箱。每條通道都兼容6-30 V信號(hào),并具有輸出通道和背板間的2300 Vrms瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)。每條通道都有一個(gè)狀態(tài)顯示LED。借助NI cRIO-9472,可直接連接眾多工業(yè)設(shè)備,如電機(jī)、激勵(lì)器和繼電器。 |
LabVIEW開(kāi)發(fā)者套件 |
1 |
NI開(kāi)發(fā)者套件核心版包括最受歡迎的NI軟件,物超所值。套件包括:NI LabVIEW專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)(Professional Development System)、NI Measurement Studio、LabWindows/CVI、NI LabVIEW SignalExpress、所有NI儀器驅(qū)動(dòng)程序以及完整的NI LabVIEW和NI LabWindows/CVI附加工具。這些附加工具包括用于互聯(lián)網(wǎng)連接、數(shù)據(jù)庫(kù)通信、高級(jí)信號(hào)處理和代碼發(fā)布的工具。 |