[发明专利]时空开放式自动控制基础理论实验教学系统

权利要求书

1.一种时空开放式自动控制基础理论实验教学系统，其特征在于，包括：

云平台，用于进行可视化界面设计，获取模拟操作界面，通过所述模拟操作界面向GA6模块发送模拟开关控制信号，并从特定服务器中获取低阶传递函数模型输出信号即实验结果；

GA6模块，用于与特定服务器建立通信，通过串口通信与低阶传递函数模型中的STM32单片机连接，向所述STM32单片机发送模拟开关控制信号，并接收所述STM32单片机发送的低阶传递函数模型输出信号，存储在所述特定服务器中；

低阶传递函数模型，与实际的实验设备连接，用于通过STM32单片机对模拟开关控制信号进行相应的操作，实现不同传递函数的模拟，获得低阶传递函数模型输出信号，并经过信号处理后接入STM32单片机的AD转换模块，通过STM32单片机与GA6模块实现串口通信，将经过ADC采样的低阶传递函数模型输出信号发送到所述GA6模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云平台进一步用于：

通过所述模拟操作界面，根据所述实验结果实时进行数据分析，并通过用matlab进行实验数据的实时曲线显示和对比。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模拟操作界面具体展示有：有低级运放单元、每个运放单元左侧设置的四个开关即CD4066开关的四个输入、当前的实验电路图、对应控制信号的当前环节。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低阶传递函数模型具体包括：STM32单片机、与所述STM32单片机连接的信号处理单元、与所述STM32单片机及所述信号处理单元连接的运放单元、与所述运放单元连接的信号发生单元。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述STM32单片机具体用于：进行串口配置：进行串口和GPIO时钟使能，执行串口复位，进行GPIO端口模式设置，进行串口参数初始化，开启中断并初始化NVIC，使能串口，编写中断处理函数。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述STM32单片机具体用于：

进行各功能函数的初始化，判断是否接收到串口数据，如果接收到串口数据，则判断是否到达CD4066控制端，如果到达CD4066控制端，则将接收到的串口数据发送给GA6模块，并设置CD4066控制端的电平高低；如果没有达到CD4066控制端，则判断是否发送电压数据，如果判断发送电压数据，则将ADC采集到的电压数据发送到GA6模块，延时第一预定时间后，判断是否达到循环次数，如果未达到，则重复将ADC采集到的电压数据发送到GA6模块，直到满足循环次数，返回执行判断是否接收到串口数据的步骤，如果达到循环次数，则直接返回执行判断是否接收到串口数据的步骤，如果判断没有接收到串口数据，延时第二预定时间后，返回执行判断是否接收到串口数据的步骤。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述STM32单片机具体用于：进行ADC配置：开启GPIO口时钟和ADC时钟，设置ADC的端口为模拟输入，复位ADC，同时设置ADC分频因子，初始化ADC参数，设置ADC的工作模式以及规则序列的相关信息，使能ADC并校准，读取ADC的值。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云平台进一步用于：

通过模拟操作界面设置最长实验时间，在用户的实验时间超过所述最长实验时间时，自动进入空闲状态；通过用户点击完成按钮获取用户中止实验或完成实验的指令；向正在排队的用户显示所有设备的使用时间以及前方排队人数。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云平台进一步用于：

通过模拟操作界面向用户反馈实验错误指令。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

摄像头，用于传递实验设备的实际工作的视频信息，并发送到所述云平台进行显示；

声音传感器，用于传递实验设备实际工作的声音信息，并发送到所述云平台进行播放。