[发明专利]时空开放式自动控制基础理论实验教学系统

说明书

本说明书实施例提供了一种时空开放式自动控制基础理论实验教学系统，包括：云平台，用于获取模拟操作界面，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；GA6模块，用于与低阶传递函数模型中的STM32单片机连接，向STM32单片机发送模拟开关控制信号，并接收STM32单片机发送的低阶传递函数模型输出信号，存储在特定服务器中；低阶传递函数模型，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GA6模块。

技术领域

本文件涉及自动化以及物联网技术领域，尤其涉及一种时空开放式自动控制基础理论实验教学系统。

背景技术

目前，大多开放式实验室仅仅是指时间开放，即将实验室为实验教学、实验技术研究、科学研究所能提供的必要条件，包括实验时间、实验仪器设备、实验场地、实验经费、实验资料、实验指导人员等，部分或全部向实验者有目的地开放，从而为实验者完成某个实验项目提供服务。该类实验室已有众多高校进行探索和尝试。但该类实验室仍然受限于空间，且较难管理，存在较大局限。

另一类实验室为虚拟实验室。该类实验室完成了时间和空间的开放，大致可分为四种。第一，基于虚拟现实技术的实验室，即仿真实验。利用利用仿真软件实现场景再造，创设出一个能真实模拟传统实验教学情境的虚拟实验室，提供自然的、多方面的交互方式。实现了面向远程教育的时空开放式实验室。从仿真实验出发，利用仿真软件进行实验。第二，基于计算机支持协作学习技术的时空开放式实验室，即运用计算机多媒体技术、网络技术、通信技术等构建网络实验教学环境，实现以协同实验PPT浏览、在线实验研讨为主的虚拟教学形式。通过CSCL技术实现了能够提高在线学习效率和协作学习质量，加快协作学习任务的虚拟实验室。第三，基于网络视频会议系统的时空开放式实验室。在现有的视频会议系统的基础上，通过在普通的实验室安装投影、电子白板、麦克风、摄像头等硬件设备来共享各种服务，实现远程实验教学。第四，基于流媒体技术的时空开放式实验室基于网络技术、通讯技术、多媒体技术的交互实验教学平台，流媒体技术具有对视频音频数据的高压缩比，能够在网络里稳定地进行视频、音频的传输。后三种虚拟实验室是以理论学习为主，学生无法亲自动手完成实验，这是极其不利于提高学生的实际操作能力的。第一种学生虽能动手完成实验但于其他三种一样，存在一个共同的问题，即无法操控真实的实验设备，学生无法获得最真实的实验数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种时空开放式自动控制基础理论实验教学系统，旨在解决现有技术中的上述问题。

本发明提供一种时空开放式自动控制基础理论实验教学系统，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。

采用本发明实施例，将传统教学实验室中的真实实验仪器使用环境,用虚拟现实技术模拟出来，使用者通过对虚拟页面的操作，可对真实的实验设备进行操控，即解决了时间与空间的限制，还可获得与在实验室进行实验相差无几的效果。

附图说明