中国现代教育装备
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 实验室建设  
基于MATLAB虚拟仿真实验平台的机电液综合实验教学探索
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2022-12-20 10:26:11
  [导读]针对机电液综合实验课程课时短、专业知识面广、综合实践性强的特点,构建结合工程应用的MATLAB虚拟仿真实验平台,探讨机电液综合实验教学新模式。教学实践表明:虚拟仿真实验平台交互界面友好,操作简单且可扩展性强,可促进学生系统地掌握典型机电液系统核心技术与整体概念,激发学生自主学习与实验探索的兴趣,加强学生工程实践与创新能力的培养。

  虚拟仿真作为一种新的实验教学模式被广泛地应用于高校实践教学,不同学科领域的虚拟仿真实验平台开发软件各具特色[1-4]。MATLAB被称为The Language of Technical Computing,具有卓越的数值计算能力、强大的可视化建模和实时控制功能,已成为各学科领域不可或缺的教学工具和研究平台,也是目前工科学生使用最普遍、使用熟练度最高的软件之一。基于MATLAB设计虚拟仿真实验平台,便于学生读取程序架构,开展探究性实验的底层程序设计。

  机电液综合实验是集机、电、液、测、控等专业课程知识于一体的综合性实验课程,该课程设置在学生学完专业课开始做毕业设计之前,对学生系统理解所学理论知识、培养工程实践和创新能力起着非常重要的作用。原有的机电液综合实验大多以实体实验装置为核心展开[3-6],虽能满足演示和验证实验的要求,但受装置结构、实验参数条件等限制,实验内容的更新与可扩展性较差。因此,构建新型的实验教学虚拟仿真平台,探索机电液综合实验教学的新模式具有重要意义。

  1 虚拟仿真实验平台的开发背景

  2 基于MATLAB的虚拟仿真实验平台

  3 虚拟仿真实验平台的应用实例

  4 教学实施与效果

  5 结语

  结合工程应用开发的机电液控制虚拟仿真实验平台,可使学生在安全可靠的环境下,通过自主探究,反复开展试错、重复性和破坏性实验,加深对课堂理论教学知识的理解。同时,学习能力强、MATLAB编程基础较好的学生可以利用平台模块的扩展端口,进一步深入学习并开展探究性实验,增强其创新意识、自主学习和工程实践能力。

  参考文献

  [1] 王庆凤,谢田雨.基于LabVIEW和MatLab物理模型的自动控制原理课程虚拟仿真实验教学平台的搭建[J].中国现代教育装备,2018(17):1-3.

  [2] 祁鲲,高莹,王丽婕.基于MatLab/GUI的异步电机调速系统仿真实验平台设计[J].中国现代教育装备,2020(17):56-58.

  [3] 丁孺琦,王胜,胡国良,等.虚拟样机技术在机电液一体化教学中的改革与实践[J].教育现代化,2018(7):102-104.

  [4] 高家利,赖家美,王国超,等.虚实结合多层递进的机电实验教学研究[J].实验科学与技术,2020(4):78-82.

  [5] 孟涛,刘忠,陈启东,等.机电液综合设计与控制实验的探索[J].实验室研究与探索,2015(11):173-175.

  [6] 刘沛津,谷立臣,雷鹏,等.机电液系统综合实践平台的建设[J].实验室研究与探索,2016(1):137-140.

白桦 张宏生 胡长胜 车仁炜 吕广明 哈尔滨工业大学机电工程学院


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