自动控制原理实验一直是自动化和相关专业的一门主干课程,开设年限已有20余年,授课对象为自动化、能源动力与自动化、机械设计及其自动化、材料成型及其自动化以及能源化学等多个专业的学生,授课人数每年400人左右。
武汉大学的网络化远程控制平台NCSLab,自从2015年上线以来,一直向社会开放。每个用户,不管他们的地理位置,都可以通过统一的网址https://www.powersim.whu.edu.cn/ncslab来登陆NCSLab平台,通过远程虚拟实验的方式操作武汉大学的实验设备,进行实验。经过三年的运行,现在已经开放了6台远程实体实验平台,20余台虚拟实验平台,有注册用户600余名。
本课程依托NCSLab远程实验平台,通过6个课时的课程,由浅入深的介绍了自动控制学科常见的比例、积分和微分控制,闭环控制,抗饱和积分设计和系统辨识等知识点。具体课程内容如下:课程第1章绪论部分详细介绍了在线实验的产生及目前的研究背景和应用情况;课程第2章节介绍利用NCSLab平台进行远程实验,包括两个部分:如何通过NCSLab平台远程控制风扇进行闭环控制实验,以及实体双容水箱水位控制实验;课程第3章讲解利用NCSLab平台进行虚拟仿真实验,具体为虚拟球杆比例微分控制实验;课程第四章讲述了如何编写带有抗饱和积分的比例积分控制S函数;最后,课程第5章节讲解和演示了如何通过NCSLab平台获取风扇系统参数,并进行风扇系统数学模型辨识实验。本课程配套教材已编写完成,正在出版中。
据我们了解,本门课程是国内第一门与在线实验教学平台配合进行实验教学的慕课课程,在国际上也是很前沿的探索与尝试,因此极具前沿性和推广性。
理解并掌握比例、积分和微分的控制作用,学会使用远程实验平台NCSLab进行相关实验验证所学理论知识;
学会设计控制算法,并使用平台进行创意想法验证;
学会S函数的编写和抗饱和积分功能的实现;
利用远程实验平台NCSLab进行系统辨识。
完成所有课程视频的学习;
通过NCSLab在线实验平台(https://www.powersim.whu.edu.cn/ncslab)完成实体风扇和虚拟球杆系统的远程控制实验;
完成章节测验,通过结课考试。
自动控制原理基本概念,比例、积分和微分的控制作用,MATLAB基本知识,系统辨识基本概念及方法。
NCSLab 武汉大学网络化控制实验室,https://www.powersim.whu.edu.cn/ncslab