《机电设备控制技术》虚拟实验平台建设的应用研究

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1、第1O卷第4期华北科技学院学报2013年10月《机电设备控制技术》虚拟实验平台建设的应用研究①江静②刘朝辉(华北科技学院机电工程学院，北京东燕郊101601)摘要：系统地介绍了虚拟实验平台建设的研究现状，选用3DStudioMax软件构建低压电器的模型，通过虚拟现实技术软件VRP进行实验平台的建设，编译转换成可执行文件(．exe)。以三相异步电机可逆控制电路为例，进行建模与仿真。虚拟实验平台的应用效果显示，该虚拟实验平台具有利用率高，功能易扩展等优点。关键词：虚拟实验平台；机电设备控制；VRP中图分类号：TP271．4文献标识码：A

2、文章编号：1672—7169(2013)04—0073—05台，实现研究和创新活动的多方协作和远程0引言实验。《机电设备控制技术》是机械制造及其自动从理论上讲，虚拟实验平台是指通过虚拟现化专业的主干课程之一，教学过程中具有较强的实技术实现现实实验室中的各种虚拟实验环境，实践性要求。实验项目的开展是教学环节中最为学生可以像在真实的环境中一样完成各种预定的昂贵的教学活动，构建一个实验室需要投入大量实验项目，所取得的学习或训练效果等价于甚至的资金购置仪器并承担着高昂的维护费用。然优于在真实环境中所取得的效果j。虚拟实验而，通过建设机电设备

3、控制虚拟实验室，可以切实室的实验对象都是现实中具体实验过程及实验现的减少学校实验经费方面的投入。同时，学生可象的模拟，通过对实际控制实验设备进行合理的以摆脱实验室开放时间、开设地点的限制，减少了仿真，虚拟实验室的开发具有可视效果及交互功常用仪器长期使用带来的磨损。能，学生可以通过交互功能，独立完成虚拟实验在教学过程中，典型电路的控制与分析是教项目。学大纲要求的重难点，仅靠静止的线路图很难表虚拟实验平台通常在一个模拟实验的交互环述动态的控制过程。另外，受办学条件、管理体境中，由某一实验所依赖的模拟程序、实验单元、制、教学资源紧缺、操作

4、繁琐程度等因素的影响，工具和参考资料组成的。学生可以通过添加不同学生不容易熟练掌握实验部分的实际操作。基于的操作单元、建立新的实验并把他们转化成超文以上现状，建设面向机电设备控制的教学与实验本文件来扩充实验室J。从开发工具来看，虚拟一体化的虚拟实验平台有着迫切的现实需求。通实验平台是以计算机技术、信息技术及与其应用过该虚拟实验平台的开发，可以为电动机的工程实训提供一个模拟与实验的过程，加大了安全系领域相关的技术为基础，采用计算机“面向对象”数，降低了电气故障的发生。同时减少了元器件的开发语言为工具，创建可以实时操作的、非实物因故障而

5、导致的报废率，解决了实验设备陈旧老操作空间。·化等问题。结合授课内容讲解，形象地展示整个根据实验对象以及实验步骤，利用软件建立控制过程。逻辑结构与模型，对硬件以及实验仪器进行控制l虚拟实验平台建设的研究现状和操作，形成虚拟实验平台的框架结构。运用局1999年5月，美国爱荷华州立大学举行的虚域网将虚拟系统的实验范围进行扩展，实现虚拟拟实验室专家会议上，首次定义虚拟实验，虚拟实实验平台的分布式构建和在实验过程中的多方协验是利用分布式信息通信技术构建一个电子平作处理4J。虚拟实验系统的设计模式示意图，如①收稿日期：2013—08—27。基

6、金项目：华北科技学院2012年度高等教育科学研究课题《机电设备控制技术》课程的模块化教学改革与实践。②作者简介：江静(1979一)，女，江苏连云港人，博士，华北科技学院副教授，研究方向：控制科学与工程。73第10卷第4期华北科技学院学报2013年10月图1所示。alityPlatform，VRP)是一款由中视典数字科技有限公司独立开发的直接面向三维美工的一款虚拟现实软件。Vi~ools是一套整合软件，可以将现有的文件格式整合在一起，本身没有建模功能的，它的脚本语言VSL。Vrml(VirtualRealityModelingLang

7、uage，Vrm1)是虚拟现实建模语言，用于建立图1虚拟实验系统的设计模式示意图真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，是完全不面向对象的。Maya是一种目前，国内的虚拟实验室研究还处于萌芽阶顶级的三维动画软件，是电影级别的高端制作软段，国外已经有很多大学进行了这方面的研件，常用于电影特技与特效制作。Web3d是利用究¨5J。①印地安那州立大学的MBL化学实验3D互联网平台将现实中有形的物品通过互联网室，运用计算机采集与分析实验数据，通过计算机进行虚拟的立体展示，并可互动浏览的一种虚拟展示实验，在网上发布相关的实验指导

8、材料。②现实技术。但是，每种方案都使用不同的格式和芝加哥伊利诺伊大学数字化有机化学实验室，利方法，没有统一标准，编程工作量庞大。用网络资源，提供在线实验教材和虚拟实验，还通目前，在中国的虚拟现实技术领域，VRP软过计算机进行实验教学的