在“中国制造2025”战略背景下,随着智能制造的快速发展,伺服系统的优化设计和性能提升越来越受到关注和重视。为紧跟时代发展和培养高素质人才,各高校积极推进新工科建设和工程教育专业认证。通过完善课程体系、搭建实验平台、组织科技竞赛等方式,有针对性地提高学生的工程实践能力与科研创新能力[1]。同时,受益于计算机网络技术的快速发展,虚拟实验系统、实验教学辅助系统以及远程实验系统等得到广泛应用[2-4]。
伺服电机控制内容涉及面广、理论性强、应用性强,学生不仅需要掌握电机原理、自动控制、计算机、机电一体化等知识,更重要的是要将理论与实践紧密结合,这就对实践教学提出了更高要求[5-6]。实验平台是理论联系实际的重要桥梁,也是创新实践的重要载体。然而现有实验平台缺乏先进性与开放性,同时存在软硬件模块较为固定、操作复杂、数据监测回放困难等问题,限制了学生主动性与创造性的发挥[7]。
针对现有实验平台的设计缺陷,笔者以模块化、层次化、便捷化、组合化为设计理念[8-9],开发了面向航空航天伺服系统的基于LabVIEW的电机监测与评价系统实验平台。该平台能够突破实验时间与场所的限制,实现全天候实验与远程实验操作[10],有效提高了实验效率。
1 实验平台结构
2 负载状态信息采集系统设计
3 上位机软件设计
4 电机监测与评价实验
5 结语
本文基于LabVIEW搭建的实验平台可以进行实时数据记录与保存、历史数据的再现与评价,实现了对伺服系统的多状态监测与多性能评价,功能完善,操作便捷。实验平台兼顾功能性、便捷性、交互性与可扩展性,同时安装有远程操作模块。学生通过远程操作即可轻松完成实验。除了已设置的监测与评价功能外,学生还可以利用LabVIEW的开放实验模块与预留的采集卡模拟量、数字量通道开展探索性实验。实验平台不仅满足了学生的课程学习需要,而且提升了学生的科研创新能力,从而满足了新工科建设和工程教育专业认证的需要。
参考文献
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[10] 巢明,谢梦琦,高庆华,等.远程实验教学全过程一体化管理平台建设研究[J].工业和信息化教育,2022(1):76-81.
卜飞飞 顾子杰 陈文明 秦海鸿 黄文新 南京航空航天大学自动化学院 |