虛實(shí)結(jié)合的便攜式“計(jì)算機(jī)控制”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建與應(yīng)用

王永玲， 李劍鋒， 徐 悅

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東 威海 264209）

0 引 言

“中國(guó)制造2025”背景下的新工科建設(shè)注重人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，通過(guò)完善課程體系，搭建實(shí)踐平臺(tái)，組織科技競(jìng)賽等手段強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［1-4］。

計(jì)算機(jī)控制是以控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的工程技術(shù)學(xué)科［5］，是自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)重要的專業(yè)課之一，是應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。

在新工科背景下，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)計(jì)算機(jī)控制課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等環(huán)節(jié)進(jìn)行了充分的研究和探索［6-10］。計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)多依賴于仿真工具進(jìn)行理論驗(yàn)證，學(xué)生難以觀測(cè)到真實(shí)被控對(duì)象的狀態(tài)。為改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的效果，文獻(xiàn)［11］中構(gòu)建了雙閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)，文獻(xiàn)［12］中設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)、IGBT驅(qū)動(dòng)、直流電動(dòng)機(jī)的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，用以驗(yàn)證計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的可行性；文獻(xiàn)［13］中搭建了雙邊遙操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行控制算法的驗(yàn)證；文獻(xiàn)［14］中設(shè)計(jì)了面向伺服應(yīng)用的半實(shí)物計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可在線調(diào)整控制規(guī)律的參數(shù)，觀察控制效果；文獻(xiàn)［15］中對(duì)三容水箱計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)改進(jìn)后的系統(tǒng)采用PID和串級(jí)控制進(jìn)行了驗(yàn)證；文獻(xiàn)［16］中設(shè)計(jì)了應(yīng)用于逆變器的計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)，可根據(jù)期望的系統(tǒng)性能指標(biāo)，優(yōu)化各環(huán)路控制器參數(shù)。這些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)改善了實(shí)驗(yàn)效果，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)這些平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為單一，難以對(duì)課堂教學(xué)的理論驗(yàn)證形成足夠的支撐，且實(shí)驗(yàn)平臺(tái)體積較為龐大，實(shí)驗(yàn)只能在實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放性提出了更高的要求，限制了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。

針對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不足，開(kāi)發(fā)了虛實(shí)結(jié)合的便攜式計(jì)算機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。平臺(tái)采用層次化、微型化、模塊化和組合化的設(shè)計(jì)理念，突出了便攜性和可配置性，突破了時(shí)空的限制，學(xué)生無(wú)需進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室便可攜帶實(shí)驗(yàn)平臺(tái)全天候開(kāi)展課程實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)需求的不同，自由配置平臺(tái)模塊，開(kāi)展虛擬仿真和實(shí)物控制實(shí)驗(yàn)。學(xué)生也可利用該平臺(tái)開(kāi)展科技創(chuàng)新，從而提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)新思維，以適應(yīng)新工科對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。

1 整體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)框架

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含軟件仿真系統(tǒng)和硬件實(shí)物系統(tǒng)兩部分，系統(tǒng)之間通過(guò)串口進(jìn)行信息交互，如圖1所示。

圖1 綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)框架

軟件仿真系統(tǒng)使用LabVIEW的前面板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)選擇、參數(shù)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等人機(jī)交互，利用輸入控件和Matlab腳本等完成實(shí)驗(yàn)仿真，并與實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。

實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為核心，利用其I／O、A／DC、D／AC等接口，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、運(yùn)算放大器等被控對(duì)象組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，完成系統(tǒng)設(shè)定的各種實(shí)驗(yàn)。

1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）層次化。系統(tǒng)采用虛實(shí)結(jié)合的層次化設(shè)計(jì)方法，利用仿真系統(tǒng)驗(yàn)證課程的基本理論，突出其高效性和便捷性；利用硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和分析、解決問(wèn)題的能力，兼顧仿真與實(shí)物實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。

（2）微型化。系統(tǒng)采用STM32產(chǎn)生正弦波信號(hào)源；采用有源低通濾波器組成的二階對(duì)象替代傳統(tǒng)的加熱爐、水箱等被控對(duì)象；采用微型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和磁編碼器構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)替代直流電動(dòng)機(jī)；采用軟件延遲模擬被控對(duì)象的大延遲環(huán)節(jié)，極大地減小了系統(tǒng)的體積，提高系統(tǒng)的便攜性，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的全天候開(kāi)展。

（3）模塊化。為鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，學(xué)生可根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的需求，自行選擇各模塊搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由電源、控制器、通信和被控對(duì)象等模塊組成。各模塊可根據(jù)需求自由配置，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

（1）電源模塊。系統(tǒng)可以外接＋12V電源，也可以由MiniUSB提供＋5 V電源。如果由＋12 V電源供電，通過(guò)同步降壓DC／DC變換器RT7272提供＋5 V電源為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電。以STM32單片機(jī)為核心的控制器模塊所需的＋3.3 V電壓由低壓差穩(wěn)壓器LM1086-3.3產(chǎn)生。為給有源低通濾波模塊提供±12 V電壓，通過(guò)升壓型直流電源變換器芯片XL6008實(shí)現(xiàn)單電源到正負(fù)雙電源的轉(zhuǎn)換，由線性穩(wěn)壓器LM78L12和LM79L12分別提供＋12 V和－12 V電壓。如圖3所示。

圖3 電源模塊結(jié)構(gòu)圖

（2）控制器模塊。控制器模塊以單片機(jī)STM32F767為核心，其內(nèi)核支持ARM的浮點(diǎn)單元（FPU），提供3個(gè)12 bit A／DC，2個(gè)D／AC，另含1個(gè)低功耗RTC和12個(gè)通用16 bit定時(shí)器，滿足實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的需求。

（3）通信模塊。通信模塊實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)與實(shí)物系統(tǒng)之間的信息交互。因PC機(jī)較少配置串口，系統(tǒng)采用CH340G芯片實(shí)現(xiàn)USB到串口的轉(zhuǎn)換。該芯片外圍電路簡(jiǎn)單，只需外接電容和12 MHz晶振，且驅(qū)動(dòng)程序安裝方便，便于使用。

（4）二階對(duì)象模塊。為提高系統(tǒng)的便攜性，采用運(yùn)算放大器LM358構(gòu)建二階有源低通濾波器作為被控對(duì)象，如圖4所示。

圖4 二階對(duì)象的電路圖

由圖4可知，二階被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為：

（5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)模塊。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)模塊由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、磁編碼器和霍爾傳感器構(gòu)成，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用28BYJ48型5線4相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由ULN2003驅(qū)動(dòng)。該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在1-2相勵(lì)磁單極驅(qū)動(dòng)下的步距角為5.625°，減速比為1／64。為測(cè)量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)際的轉(zhuǎn)速，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝磁編碼器，并通過(guò)霍爾傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

系統(tǒng)硬件實(shí)物如圖5所示。

圖5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件實(shí)物圖

3 仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于LabVIEW的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由歡迎界面、主界面和各實(shí)驗(yàn)界面組成，通過(guò)VISA控件實(shí)現(xiàn)與實(shí)物系統(tǒng)串口通信。通信數(shù)據(jù)格式使用8 bit數(shù)據(jù)位，加1 bit起始位和1 bit停止位，不設(shè)置校驗(yàn)位，共10 bit數(shù)據(jù)，波特率選用115.2 Kb／s。

各實(shí)驗(yàn)均由LabVIEW前面板完成界面設(shè)計(jì)，并通過(guò)LabVIEW與Matlab混合編程實(shí)現(xiàn)仿真功能。

以數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)為例，說(shuō)明仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

3.1 實(shí)驗(yàn)界面設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)界面分實(shí)驗(yàn)說(shuō)明區(qū)、仿真實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)物實(shí)驗(yàn)區(qū)3部分，如圖6所示。

圖6 數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)界面

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明區(qū)介紹本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。

仿真實(shí)驗(yàn)區(qū)分二階對(duì)象參數(shù)輸入、仿真參數(shù)輸入、仿真系統(tǒng)輸出和偏差輸出4部分。

實(shí)物實(shí)驗(yàn)區(qū)分實(shí)際參數(shù)輸入、實(shí)物系統(tǒng)輸出和接收區(qū)3部分。其中接收區(qū)顯示仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)交互的信息流。

3.2 實(shí)驗(yàn)程序框圖設(shè)計(jì)

仿真實(shí)驗(yàn)調(diào)用Matlab腳本以進(jìn)行仿真，將用戶輸入的二階被控對(duì)象傳遞函數(shù)的分子、分母，PID控制器的比例系數(shù)KP、積分系數(shù)KI、微分系數(shù)KD和采樣周期T作為腳本的變量輸入，將采樣點(diǎn)、仿真系統(tǒng)的輸出和偏差輸出作為變量輸出。程序中調(diào)用Matlab控制工具箱，根據(jù)二階對(duì)象的傳遞函數(shù)和數(shù)字PID控制器的傳遞函數(shù)，計(jì)算系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，求解系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并繪制仿真曲線。仿真實(shí)驗(yàn)程序框圖如圖7所示。

圖7 數(shù)字PID控制仿真實(shí)驗(yàn)程序框圖

在實(shí)物實(shí)驗(yàn)時(shí)，將仿真實(shí)驗(yàn)整定后的KP、KI、KD參數(shù)和設(shè)定的控制量通過(guò)串口發(fā)送至單片機(jī)控制實(shí)際的二階對(duì)象，二階對(duì)象的輸出經(jīng)A／DC通過(guò)串口傳回LabVIEW顯示于接收區(qū)。接收區(qū)的數(shù)據(jù)經(jīng)分離和計(jì)數(shù)后以圖形的形式顯示出來(lái)。實(shí)物實(shí)驗(yàn)的程序框圖如圖8所示。

圖8 數(shù)字PID控制實(shí)物實(shí)驗(yàn)程序框圖

4 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

《計(jì)算機(jī)控制》教學(xué)內(nèi)容包括系統(tǒng)概述、信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)學(xué)描述與性能分析、模擬化設(shè)計(jì)、直接設(shè)計(jì)和數(shù)值控制系統(tǒng)。

為與教學(xué)內(nèi)容對(duì)應(yīng)，綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)置了數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換、采樣定理驗(yàn)證、數(shù)字PID控制、達(dá)林算法和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制5個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖9所示。

圖9 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系

4.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諗?shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理、轉(zhuǎn)換方法和轉(zhuǎn)換誤差。

（2）實(shí)驗(yàn)思路：仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，同時(shí)向?qū)嵨锵到y(tǒng)發(fā)送該數(shù)字量，并經(jīng)單片機(jī)的D／AC模塊轉(zhuǎn)為模擬量輸出。該模擬量經(jīng)采樣后，回傳至仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)比理論轉(zhuǎn)換曲線與實(shí)際轉(zhuǎn)換曲線，分析轉(zhuǎn)換誤差，如圖10所示。

圖10 數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)原理圖

4.2 采樣定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆詹蓸佣ɡ淼幕驹恚ㄟ^(guò)改變采樣頻率驗(yàn)證采樣定理。

（2）實(shí)驗(yàn)思路：在仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中設(shè)置正弦波頻率和采樣頻率，調(diào)用Matlab腳本繪制正弦波在不同采樣頻率下的采樣曲線。實(shí)物系統(tǒng)根據(jù)仿真系統(tǒng)設(shè)置的頻率產(chǎn)生正弦波，經(jīng)由D／AC輸出，并根據(jù)設(shè)置的采樣頻率對(duì)其進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)回傳至仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)比理論采樣曲線與實(shí)際采樣曲線，分析誤差，驗(yàn)證采樣定理，如圖11所示。

圖11 采樣定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理圖

4.3 數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諗?shù)字PID控制器的參數(shù)整定、算法實(shí)現(xiàn)及PID參數(shù)對(duì)二階系統(tǒng)穩(wěn)定性和過(guò)渡過(guò)程的影響。

（2）實(shí)驗(yàn)思路：在仿真系統(tǒng)中，根據(jù)二階被控對(duì)象參數(shù)調(diào)用Matlab腳本對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。學(xué)生通過(guò)觀察系統(tǒng)的仿真曲線，整定出合適的PID參數(shù)，并將這些參數(shù)和設(shè)定值通過(guò)串口傳給實(shí)物系統(tǒng)。

實(shí)物系統(tǒng)根據(jù)得到的PID參數(shù)，對(duì)二階被控對(duì)象進(jìn)行控制，系統(tǒng)的實(shí)際輸出經(jīng)過(guò)A／DC采樣之后通過(guò)串口返回仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，顯示于仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)界面中，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)際輸出曲線與仿真曲線進(jìn)行比對(duì)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，如圖12所示。

圖12 數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)原理圖

4.4 達(dá)林算法實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私膺_(dá)林算法控制大延遲系統(tǒng)原理和方法，掌握實(shí)物控制系統(tǒng)的達(dá)林算法設(shè)計(jì)、改進(jìn)和調(diào)試方法。

（2）實(shí)驗(yàn)思路：設(shè)計(jì)思路與數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)類(lèi)似。其中采樣時(shí)間T、期望慣性時(shí)間常數(shù)Tm、對(duì)象純滯后時(shí)間常數(shù)τ在仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中設(shè)定，并與實(shí)物系統(tǒng)交互。在實(shí)物實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)軟件延遲模擬被控對(duì)象大延遲環(huán)節(jié)。

4.5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆詹竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)的1相勵(lì)磁、1-2相勵(lì)磁和2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)方法，掌握單片機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其進(jìn)行速度和轉(zhuǎn)向控制。

（2）實(shí)驗(yàn)思路：在仿真系統(tǒng)中設(shè)置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方式、轉(zhuǎn)向和加減速步長(zhǎng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)經(jīng)測(cè)速測(cè)向后在仿真系統(tǒng)中顯示，也可利用實(shí)際轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，如圖13所示。

圖13 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制部分原理圖

5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)試

以數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)為例對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。

5.1 二階對(duì)象設(shè)定

根據(jù)圖4所示電路圖，選定R1、R2、R3、R4、R5為100 kΩ，R6為500 kΩ，C1、C2為1 μF，由式（1）可得二階被控對(duì)象的傳遞函數(shù)

5.2 仿真系統(tǒng)測(cè)試

在仿真系統(tǒng)中輸入二階被控對(duì)象傳遞函數(shù)，選定采樣周期T＝5 ms，按照擴(kuò)充臨界比例帶法整定參數(shù)，并根據(jù)仿真曲線對(duì)KP，KI，KD進(jìn)行調(diào)整，直至獲得滿意的響應(yīng)曲線。整定后的KP＝1.2，KI＝0.02，KD＝2.5，其對(duì)應(yīng)的仿真曲線如圖14所示。

圖14 數(shù)字PID控制仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)輸出

觀察仿真曲線可知，仿真曲線經(jīng)過(guò)震蕩之后，最終穩(wěn)定在設(shè)定值1 V，其調(diào)節(jié)速度、超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間均較為合適，動(dòng)態(tài)過(guò)程良好。

5.3 實(shí)物系統(tǒng)測(cè)試

按照?qǐng)D2所示的結(jié)構(gòu)框圖將二階對(duì)象與電源模塊相連，并將二階對(duì)象的輸入端與STM32單片機(jī)的PA5相連，輸出端與STM32單片機(jī)的PC3相連。

按照?qǐng)D12所示原理圖，采用位置式PID控制算法編寫(xiě)程序。其公式為：

算法通過(guò)偏差累加的方式實(shí)現(xiàn)。整體的程序流程如圖15所示。

圖15 數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)程序流程圖

在仿真系統(tǒng)中輸入整定好的PID參數(shù)，設(shè)定控制量為1 V并下載至單片機(jī)，經(jīng)500次采樣后，對(duì)象實(shí)際輸出曲線如圖16所示。

圖16 數(shù)字PID控制實(shí)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)輸出

對(duì)比仿真曲線和實(shí)際曲線可知，兩者的吻合度較高，驗(yàn)證了算法的正確性。兩者之間的誤差主要來(lái)源于二階對(duì)象的理論模型與實(shí)際模型傳遞函數(shù)之間的誤差、STM32單片機(jī)A／DC和D／AC模塊的采樣誤差、實(shí)物系統(tǒng)設(shè)置的采樣周期與理論采樣周期之間的誤差等因素。

6 結(jié) 語(yǔ)

《計(jì)算機(jī)控制》作為自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)課，實(shí)驗(yàn)是課程教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要載體。

針對(duì)目前《計(jì)算機(jī)控制》課程實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了虛實(shí)結(jié)合的便攜式綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，平臺(tái)基于層次化、微型化、便攜化、模塊化和組合化的設(shè)計(jì)理念，兼顧仿真平臺(tái)和實(shí)物平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)，且硬件成本低、操作簡(jiǎn)單、交互性好、可靠性高，可做到學(xué)生人手一套。學(xué)生可攜帶本平臺(tái)全天候?qū)W習(xí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件仿真方法、硬件編程方法和實(shí)驗(yàn)調(diào)試方法，驗(yàn)證《計(jì)算機(jī)控制》課程絕大多數(shù)理論內(nèi)容。除課程設(shè)置的5個(gè)實(shí)驗(yàn)外，學(xué)生可利用本平臺(tái)開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)，也可利用本平臺(tái)進(jìn)行科技創(chuàng)新，鍛煉學(xué)生的科創(chuàng)能力，以適應(yīng)新工科建設(shè)的需要。