月11日修改網(wǎng)站版虛擬仿驗教學中心

／級別（市級或國家級1.1處理與物聯(lián)網(wǎng)技術“光電技術與系統(tǒng)”9個二級學科點及“控制工程”工程點。個本科專業(yè)。學院現(xiàn)有教職工73名，其中博士生導師3名，海河學者2名，教授14名，生導師28名。是教育部指定的教育管理信息培訓。學院以學科建設為重點，以培養(yǎng)適應社會需求的人才為，設有自動化系、電氣工程及其自動化系、測控技術與儀器系、通信工程系、電子信息工程系和電工電子中心。其中，自動化系和電氣工程及其自動化系，旨在辦出強、弱電結合，軟、硬件結合的寬口徑自動化專業(yè)，使學生將自動化系辦出“過程控制”特色，電氣工程及其自動化系以“運動控制”為特色。目前，測控技術與儀器系在信息與智能化技術方面具有較強的學科與科研實力，電子信息工程系、通信工程系是社會急需專業(yè)，它們以研究信息的傳遞工程為主干。電工電子中心主要承擔電子、電路等專業(yè)基礎課的教學工作同時開設E（電子設計自動化課程具有開放的電子，負責指導我校學生參加大學生電子競賽，連續(xù)在、賽區(qū)獲獎。另外，為了培養(yǎng)行精英，每年我院與機 聯(lián)合培養(yǎng)機械電子工程“卓越工程師”實驗班學生30名教學方面，學院取得了良好的成績，主編或參編十余 “十一五“十二五”學校統(tǒng) 科研方面，我院分別設有測控技術、光電工程以及控制工程中心。在虛擬儀器技術、檢波、兩相流測量、電氣傳動、智能化技術以及控制工程設計等方面獲得極大成績。863子課題、國家科技部支撐項目、國家自然科學基金項目、市科技項目、市農業(yè)科技項目等多項縱向課題。縱、橫向經(jīng)費到款額數(shù)百萬元，獲省部成果獎多項。學校2002年更名為科技大學以來，在建設思路、建設目標、管理機制、整合資源、理順學科關系、擴大服務范圍等方面展開了全面。20102014年“電工電子實驗教學中心”被批準為“天（電氣自動化虛擬仿真實驗中心前身為電氣工程及其自動化實驗中心，中心成立于2002年， 2011年，電氣工程及其自動化實驗中心整合了電力電子與運動控制 仿真實驗中心，依托于電工電子實驗教學中心建設。創(chuàng)新為主、自主與引進相結合”為指導思想。在條件的情況下，教學時間中盡可能采用真實圖1.實驗教學中心在其基礎上，將繼續(xù)堅持“適度超前、內容可行、創(chuàng)新”的主導思想，引入新的半實物實時仿真技術，并整合現(xiàn)有的電機與拖動、運動控制、電氣控制與可編程控制、過程控制等的相關軟硬件資源，使得電氣自動化虛擬仿真實驗教學中心同時電氣自動化虛擬仿真實驗教學中心結合現(xiàn)有的實驗條件，在對國內外半實物實時仿真技術進行充分調研的前提下，引入實物實時仿真系統(tǒng)來實現(xiàn)“大電氣實驗教學研發(fā)平臺的建設實驗平臺既可以實現(xiàn)對快速控制原型的開發(fā)，也可以完成硬件在環(huán)的半實物 試驗，既可以滿足常規(guī)速率的控制算法的仿真，同時也提供了高頻電力電子器件實時仿真所需的高速結算能力。作為教學科研的平臺，可以滿足從虛擬 ，到半實物測試的需求，既提供了快速開發(fā)驗證的 ，同時由于半實物實時仿真技術的采用，極大的提高了仿真結果的真實性、可靠性，是對現(xiàn)有教學和科研 的 性的提升。主要實驗平臺有：PCS利用實時仿真功能，可方便地模擬電池儲能變流器系統(tǒng)真實運行狀況，而且通過硬件在回路仿真（HardwareIntheLoop，得到了接近實際的試驗結果，使優(yōu)化控制器參數(shù)的過程更件的限制，節(jié)約了成本，并能夠進行反復充放電實驗，為內進行各種電池儲能系統(tǒng)故障研PMSM2碼生成平臺、霍爾電流傳感器、高速IPM等，在軟件設計上全部應用基于模型的設計 3PMSM4.高可信度的仿真結果4HIL實際試驗結果的比較，從細節(jié)比較中可以看到，結果可信度非常高，能夠直代被控對象，是MMC-HVDCMMC該仿真實驗難點在于大量電力電子器件的解算以及系統(tǒng)的大量IO，eMEGASim自帶的實時IO，eMEGASimRCPHILeMEGASim控對象使用。實際電壓、電流、轉速等，發(fā)出控制脈沖，形成閉環(huán)，目的是研發(fā)早期對算法實際DSP控制器測試提供一個虛擬對象環(huán)境。5光伏特性曲線完成輸出。系統(tǒng)結構主要包括整流電路、DCDC電路、控制電路和采樣檢測電路等。由于BUCK電路拓撲比較簡單，控制方便，目前得到了廣泛應用。系統(tǒng)的實時仿真。為內在真實或接近于真實的環(huán)境下進行大功率的光伏實驗提供一個良好 斷路器及電氣節(jié)點，對其進行全面整體實時仿真非常，因為這需要耗費會引入一個步長的延遲，該延遲會導致仿真結果的確，典型情況即解耦后電壓發(fā)生跌落（由6智能變電站原理圖采用其（staesace-al算法將密集節(jié)點電力系統(tǒng)分為若干個gou用接口將多個goup連接在一起。每一個goup內部通過狀態(tài)空間法解算，整體等效為 等效電路多個goup之間通過節(jié)點電壓法進行解算因此在一個步長內做了兩次運算但帶來的好處是實現(xiàn)了計算內容在多個處理單元上的并行運算。該算法可以在任意處對系統(tǒng)解耦且仿真結果不受影響，從而精確的仿真整個變電站。SSNSSNgroup，且高精度的實時仿真。值得一提的是，SSN 電網(wǎng)模型解算出的電壓電流等信號通過接口直接傳送到被測繼電保護設備，繼電保護設備根完成對繼電保護設備的測試。中的能源環(huán)境制造業(yè)交通 業(yè)國防“前沿技術中的先進能源技術激光技術空天技術；及“重大專項”中的高檔數(shù)控機床與基礎制造技術等許多重要領域，并且電力電子恰恰是關系到上述領域中我國許多引進技術中的 技術所在。目前國家正在鼓勵個人和單位采用多種開發(fā)能源，發(fā)電環(huán)節(jié)已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的水、煤、核，已經(jīng)擴展到更具靈活性和操作性的多種清潔能源領域，如風能、能、生物質能、海落于。虛擬仿真實驗教學是現(xiàn)代教育技術在信息時代的表現(xiàn)形式。虛擬仿真實驗教學依托虛擬現(xiàn)實、多、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通訊等技術，實現(xiàn)師生交互，構建高度仿真的虛擬實驗于損壞，操作較為、環(huán)境條件和基礎設施要求苛刻、運行和成本高。傳統(tǒng)的電氣、自動化專業(yè)教學存在適應性實時性差的等問題，傳統(tǒng)實現(xiàn)教學易受實驗設備、實驗空間、實驗時間和實驗內容的限制。這就使得教學組織過程中不得不放棄一些綜合性、創(chuàng)新性實驗或另辟蹊徑，嚴模擬實際應用場景，從而為實際使用打下基礎。利用虛擬仿真的方法，可以再現(xiàn)復雜的、多變的環(huán)境，為實驗教學提供了場景條件。電力系統(tǒng)、工廠供電等強電課程實驗操作具有一定的性，稍有不慎會造成設備短路、驗參數(shù)設計、功能分析等工作。從而節(jié)省實際操作的時間，提高效率。虛擬技術與網(wǎng)絡技術、通訊技術、移動互聯(lián)的結合，可以使學生擁有“掌中過大量專業(yè)虛擬仿真工具的使用，可以使學生在進行專業(yè)設計訓練時，擺脫時間、場地、實驗設發(fā)現(xiàn)設計中的和錯誤，避免反復修改、加工所帶來的損失，極大地增強學生的工程意識、增近年來，以建設國家級實驗教學示范中心為契機，依托學科優(yōu)勢，不斷推進高水平實驗教學仿真的技術，整合了電力電子與運動控制、嵌入式系統(tǒng)、電子設計仿真 電氣自動化虛擬仿真實驗教學中心建設的總體指導思想是以“以實為主、虛實結合、以自主創(chuàng)新為主、自主與引進相結合”為指導思想。“以實為主”——在條件 的情況下，教學時間中盡可能采用真實的工程設備，如體積小，配套簡單，可操作性強的，則直接使用工程設備進行實驗教學；“虛實搭配”——對于實際工程設備價格昂貴、體積龐大、實驗過程漫長及需要重復多次才能完成的實驗，則優(yōu)先選用虛擬仿真，如電力系統(tǒng)操作、智能發(fā)電系統(tǒng)等，通過虛擬仿真優(yōu)化產品設計，修正工藝參數(shù)，盡可能減少實際工程實驗的重復次數(shù)，提高實際實驗的一次成功率并引入半實物實時仿真技術“虛“實有機的結合在一起既利用了虛擬仿真高效高性價比的特性，同時通過硬件在環(huán)技術的引入來保障仿真結果的可靠性。即采用“虛實結合”是的實驗教學模式“自主創(chuàng)新為主自主與引進相結合——中心建設過程中依靠廣大教師根據(jù)產業(yè)發(fā)展和實踐教學實際需求自主研發(fā)試驗設備并配套相關軟件，解決了大型生產設備由于占地面積大、投資多、耗時耗材、操作不靈活及維修不便捷等實踐教學中難以配套齊全及應用不便的突出問題。在虛擬仿真實驗教學中心建設中，對于技術比較成熟、產業(yè)應用比較廣泛的設備和軟件“中心參與設計開發(fā)與升級更新的基礎上引進并與自主研發(fā)的軟硬件系統(tǒng)有機結合中心建成后教學實驗和科研能力涵蓋電氣系統(tǒng)無功補償電機拖動電力電子與電氣傳動技術工廠新型智能微電網(wǎng)技術、工廠智能配電管理、清潔能源分布式發(fā)電機技術、能源管理技術、繼結合的“發(fā)電、輸電、配電、用電”全流程實時仿真實驗、教學、研發(fā)體系。電氣自動化虛擬仿真實驗教學中心的建設堅持“適度超前、內容可行、創(chuàng)新”的主導思想，使得電氣自動化虛擬仿真實驗教學中心同時具備風、光、生物能、海洋能等多源分布式新能目前國家正在鼓勵個人和單位采用多種開發(fā)能源，發(fā)電環(huán)節(jié)已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的水、煤、核，已經(jīng)擴展到更具靈活性和操作性的多種清潔能源領域，如風能、能、生物質能、海以實驗中心為，打造了資源共享、虛實結合的開放式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境。中心所有資源都面了很大的提高。近五年來，實驗中心的各項建設與教學工作全面展開，教學水平和教學質量不斷提高，231621“金獎、銀獎、銅獎各1151單晶硅能電池I-V特性分多晶硅能電池I-V特性分異質結薄膜能電池I-V特性光伏材料中少數(shù)載流子模用AFORS-HET模擬電等（1）PSASPPSASP45(2) 通過仿真了解電力電子1.11.2解雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)1.3（2）異步電頻調速系統(tǒng)綜合實矢量控制和直接轉矩控2.1試換器的變頻調速運行特2.26（3）系統(tǒng)仿真綜合實驗.3.13.2析3.3究3.47(8)單片機引腳功能及外部8Labview9EDAEDAEDAEDA方法及調 (7)EDA驗 矩陣變換器仿真實12a~b~c~

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6 圖2根據(jù)矩陣變換器工作原理搭建的仿真實驗模型如圖3所示。該系統(tǒng)負載為異步電動機，可實現(xiàn)矩 3出相電壓峰值為100V條件下的矩陣變換器的輸入、輸出特性。 4100V75Hz基于矩陣變換器的異步電動機恒壓頻比控制仿真實驗波形如圖5-8稱25Hz110V0.20.80.63-323-333-343-35A圖5轉速、三相定子電流波 圖7定子磁鏈波 圖8起動過程矩陣變換器輸入特 足，激發(fā)了學生的學習?；? 各種新能源并入電網(wǎng)后的雙向影響。該系統(tǒng)中完成對多種分布式發(fā)電及儲能裝置的全數(shù)字模擬，并協(xié)助客戶完成應用模型：13臺690V1.5MW2臺10.5kV30MW發(fā)電機組，及相關變壓器和輸電線路；11臺10kV1409kW內燃機發(fā)電機組，及相關變壓器和輸電線路；1臺光伏發(fā)電系統(tǒng)（含逆變器）模型，額定容量為1MW≤PN≤5MW；15MW負荷借助于eMEGASim的分布式并行計算功能，將微電網(wǎng)的模型分配到CPU的6個核中并行執(zhí)行，實現(xiàn)了以30微秒為步長的實時運行。光伏特性曲線完成輸出。系統(tǒng)結構主要包括整流電路、DCDC電路、控制電路和采樣檢測電路等。由于BUCK電路拓撲比較簡單，控制方便，目前得到了廣泛應用。 得在進行光伏特性實驗時擺脫日照強度、環(huán)境溫度等自然條件的影響。然后，建立單級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型，并將整個系統(tǒng)在eMEGASim環(huán)境中轉化為實時仿真模型，模擬系統(tǒng)為內在真實或接近于真實的環(huán)境下進行大功率的光伏實驗提供一個良好的實驗平臺。10作為教學 的內容之一我院從大學一年級就鼓勵學生學習單片機原理嵌入式系統(tǒng)課程這使得大學新生從入學起即可從具體的技術問題入手，盡快地進入狀態(tài)、邁進科研的大門。事實證明，這一做法取得了較好的效果。學生從低年級起即積極地參加各種科技競賽，并取得了良好的成績在單片機教學中所遇到的一個問題是由于大一新生尚未完成模電數(shù)電等課程的學習因此，對程序設計中數(shù)據(jù)的 、地址、位運算等概念較為模糊。為此，學院教師探索了一套充分利用開發(fā)環(huán)境中仿真工具，設計仿真實驗，化抽象為具體的教學方法。把原來抽象的指令、堆棧等變成可見可得的流程動態(tài)圖示程序機器碼在 器中實際被調用的過程圖示變量名稱變量地址和變量內容三者間的關系，有輸入，有調用，有結果。實踐表明，學生通過這樣的訓練過程，能對以往感覺比較模糊的概念有清晰的認識，能比較快地進入角色，成為熟練的開發(fā)者。輯檢查的實驗。之所以先通過仿真來檢查時序，是因為程序仿真運行時，虛擬了一個完全理想化的硬件。因此，當設計一個較為復雜的時序時，如果出現(xiàn)錯誤，則可以暫時排除硬件出現(xiàn)錯誤的檢查是否還存在有硬件錯誤的可能。以上兩個實驗向學生傳授如何利用工具，設計實驗驗證學習LED燈設計、LCD1602DS18B20鐘DS1302實驗等。PLC虛擬電梯控制實驗可編程邏輯控制器（PLC）的硬件結構基本上與PC價比高、能力強等優(yōu)點，因此被廣泛應用于工業(yè)控制。PLC虛擬電梯實驗旨在幫助學生熟練掌握PLC基本指令和功能指令的綜合應用，掌握PLC與控制電路的接線方法。同時掌握電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求PCPC因受實際設備限制，學生不能實際設計電梯控制程序，很少能作綜合性、設計性的實驗。利用虛PC計創(chuàng)新實驗，讓學生通過電梯的控制實施過程，引導學生掌握控制程序設計方法，在計算機上完成模擬控制流程，最后達到實際應用的效果，為了培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術人才，電信學院歷來重視與企業(yè)的密切合作。目前已與國家儀器公司（NI、德州儀器（TI）公司、飛思、浙江求是科教設備 、風標電子科技公司等多家國內外知名企業(yè)聯(lián)合建立了實驗教學，形成戰(zhàn)略伙伴國家儀器公司 了各個科學教育領域。NI的虛擬儀器系統(tǒng)設計方法為各領域的工和高校師生提供了多種虛擬儀器設計及虛擬實驗開發(fā)應用選擇。在工程教育上，NI通過自身LabVIEW新能源科 電氣科 全資投資成立，主要專注研發(fā)團隊實力雄厚，與國內多所知名大學和有良好合作，公司生產的產品質量穩(wěn)定，服務真系統(tǒng)集成方案的制定、實施過程中提出了大量建設性意見，使得建設順利實施。光伏并研究成果在多個以及工程實踐中得到使用，獲得好評。浙江求是科教設備 是一家專業(yè)從事大中專院校電氣類自動化教學儀器開發(fā)生產銷售的 制企業(yè)，公司的前身是成立于6年的浙江大學求是公司教學儀器 ，第一個推向市場的產品是EEL-I型電工教學實驗臺。多年來，公司積極參與高校實驗教學和 建設的 探索，建立了一支具有 榮譽感和良好的協(xié)作精神， 教學儀器發(fā)展方向的高素質研發(fā)隊伍，并和 多所高校建立了長期的合作關系，使企業(yè)在激烈的市場競爭中獲得了迅速發(fā)展。擁有完整的產品系列，產品涵蓋了物理、電工、電子、電機拖動、電力電子、自動控制、過程控制、運動控制、機電 、樓宇控制、測量儀表、機床電器培訓、電力自動化及繼電保護、PC、測控技術等多個門類，成為各大學的首選品牌。求是公司與電信學院長期保持著良好合作關系，多次 建設無償提供技術支持和解方案，先后完成電機、電力電子與運動控制、全集成自動化實驗平臺以及供配電實物仿真實驗平臺的建設任務。結合專業(yè)教師的科研力量和企業(yè)的、技術，合作完成了 （下稱風標電子）成立于2005年，是一家從事嵌入式系統(tǒng)軟、硬件 建設的高科技企業(yè)。提供國內外先進的DSP、ARM、POWERPC等各種MCU的仿真器、RTOS、編譯器及集成開發(fā)環(huán)境、教學實驗儀、開發(fā)板和系統(tǒng)方案軟件測試解決方案等風標電子提供對各種內嵌FLASH的MCU的在板燒入方法和產品支持對Renesas的M16C/20,M16C/62,M16C/80,M38和M79系列控制器的 支持對ST7，ST9的 或離線燒寫支持對TOSHIBA的TLCS-870系列和TMP91的 提供對TIMSP430的燒寫器。提供對ARM系統(tǒng)的 燒寫器。提供基于1149.1標準的邊界掃描檢測方案，對BGA器件和高密度的硬件系統(tǒng)進 品開發(fā)的完整解決方案。為單片機原理與應用、嵌入系統(tǒng)等課程提供了實驗系統(tǒng)、仿真軟件、Ｅ實驗中心的實驗教學任務覆蓋面廣。原理及應用》等課程的實驗教學任務。實驗中心每年接納本科生實驗人數(shù)達1000余人，年實驗3.2100%。通過評教，學校對實驗中心的實驗教學總體評價優(yōu)秀。近五年來，實驗中心的各項建設與教學工作全面展開，教學水平和教學質量不斷提高，學生的自主學習能力、創(chuàng)新能力得到提高，本科生在國家級和省部級各類科技競賽中敢于，本科生在國家級和省部級各類科技競賽中敢于，收獲頗豐，近幾年來獲得大學生電子設計大賽2316杯”生課外學術科技作品競賽二等獎2項，三等獎1項；獲“盛群杯”單片機應用設計競賽三等獎4項；在大學生機器人競賽中，獲一等獎2項，二等獎3項，三等獎2項；“杯”大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽金獎、銀獎、銅獎各1項，大學生課外科技學術作品競賽一等獎1項等。2007年“電工電子實驗教學中心”被 市優(yōu)秀教學，2012年被經(jīng)審核的用戶均可以使用本系統(tǒng)進行電氣系統(tǒng)的設計和仿真，通過交互使用，不斷完善“中心”的虛擬教學實驗體系；同時擴大“中心”共享范圍，為兄弟院校和相關電氣企業(yè)提品創(chuàng)吸引企業(yè)和相關業(yè)學科的業(yè)務單位投入虛擬仿真教學資源建設，構建基于開放式虛擬仿真實驗教學平臺的實驗教學共建、共享、教學服務和技術支持。滿足虛擬仿真實驗教學資源大規(guī)模的開放提升虛擬仿真信息化建設水平，建立資源共享的網(wǎng)絡技術交流平臺，進一步與國內外3-5借助第建立數(shù)字資源共享資源的補償和市場機制。教師和企業(yè)可以根據(jù)虛擬仿真中忠男y號碼主抓實驗中心的科學管理，、實施有關規(guī)章制度分別于19984年、1993年和1996年在精密儀器工程系獲得工學學士、和博士；在第二光學儀器廠任助理工，在機械工程系任講師；海外留學6年，先后在大學機械工程系任合作研究員，南大學機械工程系和大學工業(yè)及制造系統(tǒng)工程系做博士后從2004年09月至今多次參與組織會議，任2012IEEEInternationalConferenceonComputationalIn ligenceforMeasurementSystemsandApplications的GeneralChair，在多個會議上任TechnicalProgramCommittee成員，并在多個會議上做發(fā)言項 共40余篇，其中被SCI、EI、ISTP收錄20余篇；獲專利10余項；培養(yǎng)博士生、生30多名。數(shù)齡8770100503.31忠2生3智4祥5宏67艷8準9宏良芳薛薇全艷棟進紅賀慶4.1校園網(wǎng)絡及教學信息化平臺（平臺水平、主要功能4.1校園網(wǎng)絡及教學信息化平臺（平臺水平、主要功能12.嚴重實驗教學事故、不稱職或不負責任的實驗教師和實驗技術人員，中心有權隨時讓其離用反饋式的實驗隊伍和學生監(jiān)督管理機制，通過實驗教學聽課制度、召開教師座談會、召實行教育教學資源統(tǒng)籌調配，4.2 科技大學門戶下設實驗中心菜單，同時提供虛擬仿真實驗教學平臺，及時對外公布虛擬仿真實