基于PLC与触摸屏的物料分拣教学实验台设计

针对高校实验设备功能单一等问题,设计了一种基于PLC与触摸屏的物料分拣教学实验台。将传感器技术、液压与气动控制、机电传动与控制、MCGSE组态开发、PLC控制技术有机结合在一起,形成一个多功能教学实验平台,可完成传感器技术实验、液压气动实验、机电传动实验、MCGSE组态实验、PLC控制实验以及控制电路实验,保证了教学实验设备的先进性与创新性,提高学生的动手和实践能力。     

基于Synchro 10的交通管理与控制探索性实验设计

基于Synchro 10设计了交通管理与控制课程中信号控制探索性实验,实验内容包括交叉口模型构建、进口道布局方案设计、信号配时方案设计、信号控制优化及结果分析等。学生需要反复实验以得到最优控制方案。实验教学结果表明,该探索性实验不仅有利于学生掌握软件的操作、深入理解信号控制机理,而且培养了学生使用现代化工具分析交通管理与控制问题的能力。     

虚实结合的便携式“计算机控制”实验平台构建与应用

面对新工科人才培养的要求,针对“计算机控制”课程实验的实验设备体积庞大,实验内容单一等问题,设计了虚实结合的便携式计算机控制综合实验平台。基于层次化、微型化、便携化、模块化和组合化的设计理念,打破学生时间与实验场所之间的矛盾。可根据学生不同需求,对实验平台进行自主配置和组合,开展数模与模数转换、采样定理验证、数字PID控制、达林算法、步进电动机控制等实验。平台突破了时空的限制,实现了实验的全天候开展,有助于提高学生的动手能力,激发创新思维,培养创新能力,以适应新工科建设的需要。     

温度测量与控制电路创新实验设计

设计了一个新颖的温度测量与控制的实验项目,该实验项目内容广泛,涵盖了电工电子技术中的受控源、电流/电压变换、电压跟随器、信号放大器、电压比较器、继电接触控制、A/D转换以及数码管显示等内容,还可以延伸到单片机、控制理论等学科。可以根据不同专业、不同实验层次对该实验项目的实验内容进行适当取舍,非常适合作为学生的综合设计性实验和课程设计项目。     

基于LabVIEW的过程控制实验平台开发

基于LabVIEW开发了A3000的实验平台,以进行虚拟仿真控制和实时通信控制实验教学。建立了A3000水箱系统的机理模型,完成了调节阀、变频泵和水箱特性等重要参数的测量和辨识,建成流量调节阀单回路控制、双容串级控制、下水箱前馈反馈控制、比值控制和扩展范围的分程控制等5个控制仿真实验平台。平台采用模块化设计,通过OPC server与实际A3000装置进行通信,实现了实时控制。     

控制类多学科融合虚拟仿真教学资源建设

开发了控制类多学科融合虚拟仿真实验教学系统。将虚拟仿真技术和互联网技术应用到控制系统设计、控制系统网络构建、机器人控制和智能制造等实践教学中。在该系统下构建了过程控制系统虚拟实验、DCS网络虚拟实验以及工业机器人控制系统等实验内容,构建了统一的管理与共享平台。该系统覆盖过程控制、运动控制等自动化核心课程,涉及控制网络、机器人技术、智能制造等科技前沿,为新工科背景下电气信息类专业教育教学改革探索奠定基础。     

基于Matlab的内部热耦合精馏塔仿真实验平台

介绍了内部热耦合精馏技术的建模与控制方法,设计了一套基于Matlab的内部热耦合精馏塔仿真实验平台。该实验平台包括内部热耦合精馏过程的建模、特性分析、控制方案设计、Wave非线性建模与控制等一系列仿真实验程序,有助于学生了解内部热耦合精馏技术的发展与前沿知识,掌握常规控制方法在复杂对象上的设计方法,培养和提高学生的创新能力和科研热情。     

四缸电液伺服同步举升实验系统设计

设计了一种基于工业PLC的四缸电液伺服同步举升教学实验系统。该系统融合PID控制算法、电液伺服驱动技术、PLC控制技术、磁致伸缩位移传感器技术、现场总线技术和机电传动与控制技术,形成了一套集机电液一体化的多功能进阶型教学实验系统,既可以完成机电传动控制实验、液压传动实验、位移传感器技术实验、PLC控制实验等基础性教学实验,还可以实施现场总线实验、单缸伺服PID控制实验和四缸伺服同步PID控制实验等高科技水平的进阶型教学实验,具有一定的教学实验创新性和先进性,能够有效地满足培养拔尖型大学生创新实践能力的需要。     

基于机器视觉的机器人智能分拣实验平台开发

针对机器视觉和机器人技术设备分散和功能单一等问题,开发设计了基于机器视觉的机器人智能分拣综合实验平台。将机电传动控制、气动控制、工程光学、图像处理技术、机器人控制技术等有机融合,可开设物料传送装置拆装测绘、光学图像采集系统搭建、单片机控制系统设计、真空吸附搬运分拣气动回路设计、手眼标定与形状匹配图像处理、机器人操作控制、上位机软件开发等实验。该实验平台体现了教学设备的先进性和创新性,有利于提高学生的工程实践和创新能力。     

双电动机电伺服同步驱动实验系统设计

设计了一种基于工业PLC的双电动机电伺服同步驱动教学实验系统。该系统融合了"等同式"同步算法、内外闭环控制理论、电伺服驱动技术、PLC控制技术、旋转编码器技术、现场总线技术和机电传动与控制技术,具有结构紧凑和机电一体化集成度高的特点,既可以完成机电传动控制实验、位移传感器技术实验和PLC控制实验等基础性教学实验,还可以实施现场总线实验、电伺服控制实验和双电动机电伺服同步控制实验等高科技水平的进阶型教学实验,具有一定的创新性和先进性。     

基于VISSIM的交通类课程虚拟仿真实验模块建设

由于交通类课程较难进行实地实验,为使学生更好地掌握交通流运行和演化的规律,建立了虚拟仿真实验模块。以交通类专业学生的核心实验——"交通控制实验"为例,从实验的基本原理、实验的输入输出与控制变量、基于正交试验的实验设计方法、虚拟仿真运行控制与效益评价等4方面阐述了如何基于VISSIM仿真软件建立虚拟仿真实验模块,使学生通过仿真实验,能更好地理解实验原理、掌握知识内涵。     

基于PLC的自动化磨料射流实验系统设计

设计了一套全自动化磨料射流实验控制系统。控制系统以PLC为核心控制器,搭载人机交互界面,实现了调压、磨料输送、循环水等功能块一体化远程自动控制。介绍了该系统的组成结构、工作原理及总体控制方案;阐述了各功能块的硬件组成与控制原理;进行了PLC与人机界面软件结构设计。压力控制性能测试结果表明,该系统压力调节稳定、超调量小,满足实验要求,系统操作简单,功能完善,节能高效,已用于射流技术实验研究。     

开放式数控系统实验装置设计与研究

针对目前数控系统实验教学以学生编写算法为主,缺少电气电路设计和设备操作训练等工程实践内容的问题,设计了开放式数控系统实验装置,并对实验教学内容和方法进行研究与改进。该实验装置包括控制器、可编程逻辑控制、伺服驱动器、执行机构和实验教学软件等。实验装置采用开放式和模块化设计方法,丰富了控制方案和实验内容,也利于电气设备升级换代。实践结果表明,该实验装置对课程设计、毕业设计等集中实践环节提供了更多的综合实验内容,也为学生在先进控制算法的创新研究提供实验环境。     

多功能直膨空调系统控制实验平台开发与应用

本着教研结合的原则,开发了直膨式空调系统的控制研究、算法开发测试与控制系统教学一体式实验平台。实验平台由空气分配系统、制冷系统、数据采集系统与控制系统组成,有用户界面控制和LabVIEW程序控制两种控制运行模式。用户界面控制可运行启停控制等基本控制策略作为相关专业课程的实践教学内容,LabVIEW程序对于各类控制方法具备高度扩展性的接口,可快速实现控制算法在实验系统上的测试。     

小球传热远程实验设备中自动机械手系统设计方案

随着计算机控制技术与Internet网络技术在化工专业实验中的应用拓展,对实验自动化程度提出了更高更新的要求。文中自主开发了自动机械手臂系统及风道自动密闭系统,将其应用于固体小球传热远程实验的操作与控制中,使实验装置具有性能稳定、实用可靠、操作简便、控制精确高、故障率低、寿命长、性价比合理等优点。     

过程装备控制实验装置的开发与应用

针对过程装备与控制工程专业实验教学与科研的需要，建设开发了两套过程装备控制实验装置。该实验装置完全可模拟工业生产中过程装备的温度、压力、流量、液位等工艺参数的自动控制；并且该实验装置设计的被控对象可实现变化多样的组态实验流程，满足不同专业自动化控制科研与教学的需要。     

借助开放式实验平台培养学生的创新能力

兰州理工大学先进控制实验室主要有MPS模块化生产加工系统、倒立摆、PCS连续过程生产实验教学培训装置等设备,平台中所有系统全部采用工业现场广泛使用的主流控制设备,具有二次开发的特点。经过6年的不断探索和实践,建立了一套多层次、多功能、开放型的先进控制系列实验课程教学平台,对先进控制创新系列实验的教学内容、教学方法、教学体系及教学模式等进行了全面研究与探索。     

VAVBOX半实物仿真控制实验装置开发

开发了一种VAVBOX半实物仿真控制装置。采用温度传感器、风速传感器、风阀执行器等构建了检测系统的物理实体,在LabVIEW环境中结合压力无关型VAVBOX模型开发了上位机监控管理系统。该装置为变风量末端控制系统提供了实验与研究平台,可对变风量空调VAVBOX系统进行认识、验证和综合性实验,可开展传统PID控制和高级控制算法研究,有效丰富了空调末端系统原理与控制的实验研究。     

水温测控教学实验设计与开发

介绍了为"检测技术基础"和"过程量控制"等课程配套的水温测量与控制教学实验的设计。实验平台包括水流循环系统,测量单元、控制单元、计算机操作平台和接线面板等。实验内容涉及Pt100温度传感器的三线制接法及长线补偿,可控硅工作原理,PID控制策略以及PID参数整定等知识点。实验按照设计型和综合性原则设计,包括系统构建、Pt100温度传感器两线制与三线制接法比较、可控硅导通角控制触发电路和通过LabVIEW编程实现PID控制策略应用等环节,旨在帮助学生提高计算机测控系统的构建,PID控制算法实现及参数整定,过程量控制和LabVIEW软件编程等方面的工程应用能力。     

电传动机车控制实验自主学习平台设计与实现

电传动机车控制课程注重电路功能分析,电路控制过程复杂,电路图结构多样,特别是涉及到电路控制的操作实验,由于受到实验设备和实验环境的影响,部分实验通常无法开设,很多理论知识难以直观理解。该自主学习平台采用多样的教学表现形式,如Flash动画编程、三维动画、实验现场视频录像等,对实验课程中的电路进行动态仿真,制作具有交互性并配有教师原声讲解的实验电路,模拟实验教学环境,实现了在线练习、电路图自测练习及与教师的交流互动等,增加了学生对理论知识的感性认识,对提高实验教学质量有显著效果。