適用于多層次教學的可視化電機控制及測試綜合實驗平臺
“適用于多層次教學的可視化電機控制及測試綜合實驗平臺”(以下簡稱“實驗平臺”)是針對電機控制類課程開發的一套可視化電機綜合性實驗教學平臺，該實驗平臺包括：永磁無刷電機(電機本體)，單片機為控制核心的驅動器、測功機(模擬負載)，以及數據采集系統。
該教學實驗平臺可以實現以下功能：
(1) 編程對電機進行控制
學生可以直接通過提供的單片機控制板，自己編寫程序對電機進行控制。通過仿真器完成編寫程序的燒寫，更加自主地學習掌握BLDCM電機的控制原理。
(2) 數據的采集、實時顯示與存儲功能
該實驗平臺具有數據采集功能，包括電機轉矩實時顯示、電機三相電流實時顯示、電機振動實時顯示以及電機工作溫度實時顯示等。并且給出每個時刻的參數值以及把所有采集到的參數值存儲在一個文本里面以便數據回放。
(3) 數據回放功能
可視化界面可對以前做的實驗數據進行保存和回放，避免了數據記錄不全或丟失，回放時間段設置完畢后會自動進入概覽界面，進行數據采集當時的情景模擬。同樣的，數據回放時也可以進入圖表放大顯示界面以及數值顯示界面。這樣對所做的試驗可以進行對比，并且比傳統的手工記錄更加直觀。
(4) 對復雜機電負載特性的模擬
針對科創類實驗針對的復雜機電負載，該實驗平臺可以設定模擬負載變化程序，模擬機電負載特性并通過可視化界面對電機進行加載/卸載的組合模擬，更加逼近真實應用場合負載變化的需求，考查電機驅動系統的動態運行效果。
該實驗平臺以培養學生的實際動手能力、設計能力和創新研究能力為目標，學生可通過該實驗平臺進行電機驅動系統組裝實訓、控制實訓、電機控制編程，系統調試，新型控制策略的探索等。學生能夠通過可視化界面更加直觀的在實訓、實驗過程中去反思、重新認識電機的基本原理及控制策略，利用回放對比等功能對多次實驗的結果進行對比思考，培養學生的創新思維能力。該實驗平臺可以完成以下類型實驗：
(1)基本型實驗
?、?無刷直流電機的PWM控制
?、?無刷直流電機的SVPWM控制
?、?無刷直流電機的容錯控制
?、?無刷直流電機的弱磁控制
?、?無刷直流電機的有位置傳感器控制
?、?典型復雜機電負載的載荷實驗(如作動器負載、洗衣機負載等)
(2) 設計型實驗
基于該平臺學生可以進行自主創新性實驗，包括：
?、?不同PWM控制策略的對比
學生可以通過程序的修改采用不同PWM的控制策略，比較不同控制策略對電機性能的影響，將幾種不同PWM控制策略下電機的轉矩、轉速、相電流等參數在同一界面顯示并進行對比分析。
?、?有位置傳感器控制和無位置傳感器控制的對比
學生可通過自主編程完成有位置傳感器控制和無位置傳感器控制的對比實驗。將實驗結果在同一界面進行對比，比較有/無位置傳感器控制時，電機性能的差異。
?、?任意模擬不同負載特性的載荷試驗
該實驗平臺可以通過可視化界面進行突加/突卸負載的組合編程試驗，并且能夠捕捉電機參數的變化，完成突加/突卸負載時的變化曲線，更加直觀的讓同學理解電機的運行特性。
(3) 多層次實驗教學
教師在應用該平臺進行實驗教學時，可以進行多層次實驗教學和訓練。
比如：
?、?訓練學生練習電機驅動系統的拆卸、組裝及系統初調;
?、?提供單片機Demo板讓學生完成測繪、繪制原理圖、制作PCB，掌握基本電路實踐能力;
?、?提供單片機Demo板，讓學生完成程序編寫，鍛煉學生編程能力及編程應用能力;
?、?提供單片機Demo板和程序基本框架，讓學生對控制算法進行改進，鍛煉學生的創新思考和算法編程能力;
?、?在此平臺上進行各種設計型實驗
教師通過從不同角度去應用此教學平臺進行實驗教學，可以從不同層次、層面鍛煉學生的實驗操作、調試、測試及創新思考能力。
作品名稱：適用于多層次教學的可視化電機控制及測試綜合實驗平臺
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