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武汉理工大学 – 自动化学院创新实验室


背景

武汉理工大学自动化学院希望建设一个具有多学科交叉融合、虚实结合、兼顾理论与实践的一流创新实验室,在响应“新工科”建设政策的同时,也培养出一批实践和动手能力强、能解决复杂工程问题能力的卓越工程人才,用户希望新建设的实验室能够做到 

  • 理论与实践相结合提高学生的参与度,让学生不仅仅是学习理论知识,更能通过实验平台系统、直观地学习电力电子等新能源相关系统的原理以及对应控制理论
  • 平台具备灵活性与扩展性:能够让老师和学生都能在电力电子模型和控制算法上灵活拓展,可以用作科研平台


但是传统的实验室平台拓扑固定、实验课程设计缺乏灵活性,不能满足当前创新实验室建设的要求。随着仿真技术与虚拟仪器技术的出现,基于实时仿真的电力电子仿真实验平台,能够有效地解决因教学资源不足、传统实验方式过于刻板的问题打破传统实物固定拓扑的实验平台的局限。

 

基于StarSim的解决方案

远宽能源的创新电力电子仿真实验平台,旨在为工科专业的本科生与研究生提供技术领先、性能优异的创新实验平台平台包含功能强大的实时仿真器可以支持各种电力电子系统1微秒级的小步长实时仿真,也配有控制算法开放可修改的控制器是进行创新实验课程开发,科研成果发表的高效辅助工具整个仿真实验系统共由四个部分组成: 

 

 

1——控制机箱,内置控制器,用于实现电力电子仿真实验中需要用到的控制算法,发出控制信号给实时仿真机箱,构成闭环的实验系统,该部分也可以由DSP控制板代替,用于进行控制理论实验课程。

2——实时仿真机箱,可将用StarSim建模环境搭建的被控对象(电力电子电路系统和拓扑)在机箱配置的FPGA硬件上进行准确的实时仿真,将被控对象的特性仿真出来并将响应信号发送给控制侧,完成实验系统的闭环。

3——实验转接板,用于实现控制侧与仿真侧之间的信号连接,同时转接板上配备了BNC接口,学生可以在实验过程中通过示波器实时观察每一路信号的波形情况。

4——示波器(可选配置),方便学生在实验过程中观察实际信号,对系统运行的原理有更直观的认识。

 

应用成果

应用实时仿真技术武汉理工大学自动化学院完成了创新实验室的建设实验平台除了能完成相关专业课、设计课程的教学和实验也可以由教师自由搭建电路拓扑和研究对象进行教学实验的拓展完善电气学科的实验教学建设下图为实验室部署与运行的情况。  


   


上海办公室:上海市杨浦区隆昌路619号城市概念2号楼C12室
武汉办公室:湖北省武汉市武昌区友谊大道2号2008新长江广场A座906室

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