網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗軟件平臺的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗系統(tǒng)是一個通用的自動化學(xué)科實驗教學(xué)平臺。與傳統(tǒng)的實時控制實驗系統(tǒng)不同，該系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)通訊機(jī)制、快速原型控制思想搭建。軟件平臺是網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗系統(tǒng)的重要組成部分，但目前應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗軟件平臺價格昂貴、通用性差、實驗輔助功能不強(qiáng)，不能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗系統(tǒng)在實驗教學(xué)領(lǐng)域的特點與優(yōu)勢。因此，開發(fā)教學(xué)理念先進(jìn)、功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越、運行高效的網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗軟件平臺是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗系統(tǒng)的重中之重。本文

2、針對網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗系統(tǒng)在實驗教學(xué)中存在的諸多問題，在研究現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗硬件平臺的基礎(chǔ)上，設(shè)計和開發(fā)了滿足網(wǎng)絡(luò)化通訊、可視化編程、自動代碼生成、實時控制、實驗教學(xué)輔助等功能的網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗軟件平臺，并對軟件平臺的有效性進(jìn)行了實驗驗證。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.針對于實時控制實驗系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對實時控制實驗系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行深入剖析，并對系統(tǒng)的重要組成部分——實時控制實驗軟件平臺，進(jìn)行了深入研究。結(jié)合國內(nèi)外眾多實

3、時控制軟件平臺的優(yōu)劣與特點，針對實時控制實驗硬件系統(tǒng)，提出了基于網(wǎng)絡(luò)化、快速原型思想的、通用實時控制軟件平臺的總體設(shè)計，并對其進(jìn)行了需求分析、功能設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　2.完成總體分析設(shè)計之后，對網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗軟件平臺進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計與開發(fā)。為滿足功能需求，詳細(xì)設(shè)計了七大功能模塊:動態(tài)可?？咳藱C(jī)界面模塊、網(wǎng)絡(luò)化通訊接口模塊、多軟件平臺交互接口模塊、實時數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)格式化存儲模塊、動態(tài)可擴(kuò)展實驗管理模塊、開放式自主實驗擴(kuò)展模

4、塊。通過動態(tài)停靠等軟件技術(shù)的支持，對各模塊進(jìn)行了具體開發(fā)，基本實現(xiàn)了設(shè)計功能。
　　3.對已經(jīng)開發(fā)完成的軟件平臺進(jìn)行實驗驗證。以欠驅(qū)動機(jī)械臂系統(tǒng)和雙容水箱系統(tǒng)為控制對象，利用本文開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化實時控制實驗軟件平臺，配合硬件系統(tǒng)，分別進(jìn)行了欠驅(qū)動機(jī)械臂起擺、平衡、軌跡跟蹤，以及雙容水箱的液位、流量、溫度、壓力、解耦等多項控制實驗。實驗結(jié)果表明本軟件平臺可以方便地輔助物理實驗系統(tǒng)驗證，具有操作友好，功能豐富，利于使用等特點，可用于高級復(fù)