Proteus在《传感器与检测技术》教学中的应用——以热电偶传感器为例

将Proteus仿真软件引入到传感器的教学中,以热电偶传感器为例,通过对热电偶特性及以热电偶为检测单元的测温系统的仿真,将抽象的教学内容与实际设计有机的结合起来。实现了虚拟仿真和实际制作的无缝对接,提高了学生的学习兴趣及问题分析能力,具有较好的推广意义。     

传感器原理虚拟实验预习教学系统的开发

用Visual Basic 6.0系统开发了传感器原理虚拟实验预习教学系统.该系统采用图形用户界面、下拉菜单和对话框驱动,通过下拉菜单进行实验步骤的操作、参数设置等,通过对话窗口选择实验项目、查看实验原理、电路结构,在窗口实时显示采集数据、描绘曲线、计算非线性误差.虚拟仿真实验将真实实验用图形显示出来,有利于学生对传感器的原理和特性的理解和掌握,激发了学生的学习积极性,提高了实验教学效果.     

虚拟手术仿真系统碰撞检测及其形变的研究

设计了一套用于外科医生手术仿真训练的具有实时力反馈的虚拟手术仿真系统.阐述了反馈设备通过带有力/位置传感器的单自由度的机械手和电机控制电路实现实时模拟手术仿真的位置采集和力反馈功能.通过碰撞检测、非线性力反馈计算和软组织形变计算等算法实现逼真的视觉反馈功能.仿真实验表明该系统提供了实时的视觉反馈,具有很强的真实感.     

虚拟DCS技术与大型发电厂实时系统互联应用

结合虚拟DCS系统仿真控制技术,探讨了电厂集散控制系统DCS、信息系统SIS和仿真系统SIM这三大实时系统互联应用的可行性.实现三大实时系统互联的关键是使真实DCS和虚拟DCS的I/O接口数据和组态数据一一对应.虚拟DCS通过智能编译和真实DCS系统达到同步更新,SIS系统和SIM系统利用数据库比较技术和实时通信技术进行数据连接.充分利用虚拟DCS技术的高度逼真性和开放性,实现了三大实时系统的实时互联,可以完成数据分析、模型校验和参数优化等高级仿真功能,扩大了虚拟DCS控制系统的应用范围,提升了应用层次和仿真品质.     

面向应用型人才培养的传感器实验系统研究

面向新工科教育背景下应用型人才培养的需求,构建新型的传感器综合实验系统.该系统摒弃了传统实验教学装置的固定结构,学生可根据实验需求,自主搭建多种调理电路并实现功能扩展.系统采用无线通信技术,并与LabVIEW虚拟仿真平台结合,整合传感器信号的测量、传输、分析与处理,使学生在掌握传感器原理基本理论知识的同时,从系统的角度建立完整的传感器应用知识体系.基于该系统设计创新实验项目综合案例,以综合实践训练的方式提高学生的科技创新和项目开发能力.教学实践表明,该系统锻炼和提升了学生的综合应用能力,对相关领域应用型人才培养起到了推动作用.     

传感器在环自动泊车仿真测试系统设计

针对智能网联汽车自动泊车功能实车测试成本高、周期长、重复性差问题,基于硬件在环及计算机数值模拟仿真技术,以自动泊车传感、控制系统为主要测试对象,搭建实验室环境下传感器在环自动泊车仿真测试系统,借助美国国家仪器公司(National Instruments,NI)软硬件实时平台、CarMaker虚拟仿真场景软件模拟仿真自动泊车交互场景、车辆底盘动力学特性及超声波传感器特性,集成开发摄像头视觉注入板卡、超声波物理回波仿真板卡仿真模拟传感器物理信号,虚实结合构建了完整的传感器在环自动泊车测试验证环境.以某车型实车带自动泊车功能的智驾控制器、超声波传感器为被测对象,搭建垂直停车位场景对仿真测试系统进行测试验证,仿真实验结果证实测试系统能够为自动泊车提供安全、高效的测试验证平台,助力自动泊车控制算法开发.     

"传感器与检测技术"虚拟实验教学平台建设

针对本科院校课程"传感器与检测技术"实验教学过程中出现的实验条件有限和实验教学学时较少的问题,提出建设"传感器与检测技术"虚拟实验教学平台的方案,该平台中所设计的传感器虚拟仿真实验包括产品说明、零件展示、装配演示和实验测试等4个部分,以光敏电阻传感器为例对虚拟仿真实验过程进行了详细展示.该虚拟实验教学平台的建设可以弥补实际实验室的不足,学生可以随时随地进行实验操作.     

基于多线程的计算机硬件虚拟实验室的设计与实现

研究了计算机硬件虚拟实验室的设计与实现方法.系统采用多线程技术实现虚拟计算机的仿真运行、信号检测、信号图形化编码及信号输出4个功能模块的并行操作功能,采用加锁技术实现多线程运行的同步控制;根据系统运行时间的特点、模块的交互性、线程间优先关系,设定各线程的优先级别,按优先级别与给定时间片进行线程调度;模块间传送数据的同步控制通过多数据缓冲区机制实现,利用事件驱动方式完成各缓冲区数据的传递.系统采用多线程与多缓冲区技术相结合的方式,实现了计算机硬件虚拟实验系统模块的并行操作与数据的并行处理,提高了系统的交互性和运行效率,为计算机硬件实验教学提供了一个高度交互与仿真的虚拟实验环境.     

嵌入式系统虚拟实验平台仿真调试技术

为了提高嵌入式系统课程的教学质量,加强学生的嵌入式系统程序设计与调试能力的培养,根据课程教学内容设计了便携式的嵌入式系统课程虚拟实验平台,针对虚拟实验平台的程序仿真调试功能,提出了基于Proteus的远程仿真和基于GCC的本地仿真的两种在线仿真调试技术。以虚拟实验平台的行列式键盘实验项目为例,针对两种在线仿真调试技术在虚拟实验平台上分别进行了程序仿真调试演示,进一步完善了嵌入式系统课程虚拟实验平台的功能。     

基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验系统

针对数字信号处理课程的特点和LabVIEW软件的功能,提出了基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验系统的设计与开发方案,并给出了两个虚拟实验子系统.通过与MATLAB仿真结果的对比分析,说明了实验系统的可行性.     

虚拟仿真实验在化学教学中的作用——以西南大学化学化工虚拟仿真实验教学中心为例

在信息化时代,虚拟仿真实验系统随着网络技术的发展和普及而被广泛应用,成为传统实验教学有效而重要的补充,推动着实验效率的提高和实验教学模式的改革.以西南大学化学化工虚拟仿真实验教学中心为例,介绍了虚拟仿真实验系统的特色,以及虚拟仿真实验在化学教育教学中的作用.     

基于虚拟仪器技术的虚拟实验室设计与应用

本文讨论了基于LabVIEW的虚拟实验室的建设,采用虚拟技术实现了更开放、更新颖的实验平台,提出了实现原理与构成方案,设计了硬件系统和软件系统,并利用LabVIEW软件编程设计了实验室常用的仪器设备.这些虚拟仪器并不是仿真软件,而是实用的工具,可以很好的工作,与实际的仪器设备功能基本一致.现已在学校的仿真与虚拟实验室投入使用,结果证明虚拟实验室具有良好的实验效果.     

信号控制交叉口行人过街行为虚拟实验

以交通系统微观仿真模型VISSIM为基础,基于虚拟现实仿真理论开发了行人过街行为虚拟实验系统(PCBVRS).在上海市的中原社区和同济大学内招募了29名有代表性的出行者,以上海市大连路与飞虹路交叉口为对象,进行了行人过街行为虚拟实验,获得了230份行人过街样本数据.运用实验科学中的信度与效度理论,将实验数据与实测数据进行了对比分析.结果表明,PCBVRS可以有效地模拟实际场景中的行人过街行为;PCBVRS满足VR(虚拟现实)系统沉浸性、交互性以及现实感等实验特点,且造价便宜,易于携带.经过进一步的研究改进,将来可作为提高行人过街安全意识的培训工具.     

大型商船分离型轮机仿真实验平台的设计

针对现有轮机仿真系统数据封闭、UI与模型耦合性强、模型利用率低的缺点,基于软件工程中的软件架构设计思想,采用UML建模、数学建模、计算机仿真、计算机通信、智能控制等理论与技术设计分离型轮机仿真实验平台.平台在机舱监测报警系统和三维虚拟机舱中得到应用.应用结果表明,仿真平台具有数据透明、数据点丰富、仿真模型可多次利用的优点.仿真平台可以在实验室环境下代替实船机舱所产生的数据,为船舶智能化、无人化研究提供了基础实验平台.     

利用虚拟仿真技术提升实践教学的时效性

对实践教学的意义,真实实验与虚拟仿真实验的功能、作用等做了对比综述,分析了虚拟实验发展的现状以及存在的问题,提出利用虚拟实验技术提升实践教学有效性的途径,为开展虚拟实验教学项目提供参考.     

虚拟阻抗的无电压传感器并网逆变器控制

接口阻抗可以滤除谐波,但接口阻抗和电压传感器会增加系统的体积、功率损耗以及复杂性。针对上述问题,提出了基于虚拟阻抗的无电压传感器控制方案,来实现逆变器并网。文章对逆变器系统模型和虚拟阻抗的实现原理进行了阐述,提出了一种基于虚拟阻抗的控制方法,以实现无接口阻抗和无交流电压传感器控制,在启动时使用电流传感器同步,为了降低系统的复杂性,只使用虚拟电阻进行自同步的方法。通过将Matlab/simulink仿真和实验对结果进行了对比,验证了这些方法的稳定性和动态特性。     

通用图形环境的虚拟结构静力试验

主要介绍了基于OpenGL的数值静力试验室虚拟仿真系统．该系统以Visual C++6．0为开发工具,采 用OpenGL技术,对钢筋混凝土梁抗弯试验及钢筋混凝土框架推覆试验进行了仿真模拟．该系统能真实地模 拟混凝土梁抗弯试验及钢筋混凝土框架推覆试验的试件生成、荷载施加等试验全过程,并能通过虚拟设定 的传感器传来的数据,对梁或框架进行动态精确的数值分析．     

基于组态王与Matlab的三容水箱多变量虚拟控制系统

基于组态王和Matlab构建了一个三容水箱液位控制的虚拟仿真系统.首先利用组态王搭建了液位控制系统监控画面,其次依据现代控制理论建立其数学模型,并使用Simulink工具箱构建多变量控制系统,然后通过OPC数据通信技术建立了组态王界面和Simulink的连接,最终实现了多变量控制系统的动态监控、实时曲线查询、历史数据查询和报警等功能.实验结果表明,该虚拟仿真系统简单易操作,动态画面效果逼真,可以用于多变量控制系统的学习与培训.     

基于LabVIEW的离心式化工泵振动测试系统设计

针对传统离心泵振动测试时仪器较多、仪器可靠性较差和测试成本偏高等缺点,运用虚拟仪器技术,采用LabVIEW图形化、模块化的编程语言编写了数据的采集、处理、保存和故障诊断程序,并且利用闭式回路试验装置、振动加速度传感器和数据采集卡组建了离心泵振动测试系统.详细阐述了虚拟仪器系统的硬件结构与软件构成、设计思想及其理论依据.虚拟振动测试系统以离心泵为研究对象,实现了多通道的数据采集、数据实时分析和数据保存等功能.通过该虚拟振动测试系统可以采集试验离心泵的振动加速度信号,并对所得信号数据进行轴心轨迹分析和频谱分析,实现了离心泵的故障诊断.最后在离心泵实验台验证了该虚拟仪器系统在实际振动监测中的有效性,该系统具备良好的人机交互界面,易于维护和系统扩展.     

橡胶挤出机检测与控制系统研究

针对国内橡胶挤出机自动化程度低、生产效率低的现状,选用热电偶温度传感器、超声波位移传感器和压力传感器,采用虚拟仪器、可编程控制器、工业以太网、计算机系统集成等技术构建了橡胶挤出机实时检测与控制系统.系统实现了挤出机橡胶挤出过程的温度控制、挤出量的测量与控制,同时实现了故障实时报警、生产数据自动生成、存储与报送功能.系统运行表明:橡胶挤出机的自动化程度和生产效率得到显著提高,运行可靠.