机械工程控制基础实验教学系统软件的研究与开发

摘要

随着科学技术的迅速发展，现代机械学科综合交叉的特点越来越明显。加强专业知识教育、创新意识培养、动手能力训练和综合素质培养，已经成为机械学科人才培养的基本要求，也是当代机械学科高等教育的核心内容。作为机械学科的核心专业基础课，《机械工程控制基础》课程的教学也必须从传统的控制理论知识的讲述，转变到如何引导学生应用课堂上所学的相关控制理论的基础知识去解决机械工程中相关的控制工程问题，为此，必须建立与之相适应的实验教学体系。
　　 本文针对机械工程控制基础课程实验教学的需要，结合典型机械对象（如机械运动平台等）及相关硬件平台，围绕时间响应分析、频率特性分析、数学模型辨识、系统校正等主要课程内容，研究开发机械工程控制基础实验教学系统软件。论文首先分析了国内外控制类课程实验教学的现状，指出国内目前实验教学环节存在的不足。然后，结合相关硬件平台，对机械工程控制基础实验教学系统软件功能进行了需求分析，给出了系统的功能设计，在此基础上，提出了系统的总体方案，完成了系统的概要设计，并在MATLAB/SIMULINK环境下，完成了各功能模块、人机界面及接口的详细设计和编程，实现了所需的实验功能。最后，给出了整个实验系统的运行结果，介绍了系统的的相关功能与实验界面。结果表明，此实验系统功能齐全且具有较好的操作性和稳定性。