基于LabVIEW的虛擬電力電子實驗的ppt課件

1、基于LabVIEW的虛擬電力電子實驗的研討 學生姓名： 牛智博導師姓名： 魏克新.目錄課題的研討目的和意義國內(nèi)外研討現(xiàn)狀分析目前國內(nèi)外研討所存在的問題研討內(nèi)容研討目的及擬處理的關鍵問題擬采取的研討方案及可行性分析 課題的研討特征與創(chuàng)新之處預期研討成果估計研討過程中能夠遇到的困難和問題以及處理的措施 研討條件及方案安排 .課題的研討目的和意義 目的：虛擬實驗經(jīng)過軟件將計算機硬件資源與軟件資源有機的交融為一體，從而把計算機強大的數(shù)據(jù)處置才干和儀器的丈量、控制才干結合在一同。虛擬實驗經(jīng)過軟件對數(shù)據(jù)進展顯示、存儲以及分析處置，其中軟件成為整個系統(tǒng)的關鍵，硬件僅僅為理處理信號的輸入、輸出，任何一個運用者

2、都可以經(jīng)過修正軟件，很方便地改動、增減系統(tǒng)的功能和規(guī)模。虛擬實驗技術引人實驗教學中，既可降低實驗設備本錢又可改善教學實驗條件，同時有助于學生對知識的了解。.課題的研討目的和意義意義：實驗是教學環(huán)境中一個必不可少的過程，尤其是對于電力電子類等實際性很強的專業(yè)，實驗教學環(huán)節(jié)更是至關重要。虛擬實驗代表了以傳統(tǒng)硬件為主的儀器系統(tǒng)向以軟件為主的系統(tǒng)的根本性轉移。虛擬實驗能仿真整個測試系統(tǒng)并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的拾取、存儲、處置、分析一條龍操作。.國內(nèi)外研討現(xiàn)狀分析國外現(xiàn)狀：美國卡耐基梅隆大學的虛擬實驗，將計算機控制的示波器、函數(shù)發(fā)生器等設備銜接到網(wǎng)絡，實現(xiàn)了學生遠程的控制與操作。麻省理工學院 同微軟公司協(xié)作推出I

3、Lab工程，工程的內(nèi)容是建立多學科的虛擬實驗室，工程的目的是研討基于虛擬實驗室的科學與工程學科的新型教育框架。新加坡國立大學允許用戶經(jīng)過Internet進展遠程實驗，使得用戶可以按照本人的安排在任何時間和任何地方進展實驗，而需求很少的空間和人力來維護，也可以實現(xiàn)昂貴的實驗設備的共享。.國內(nèi)外研討現(xiàn)狀分析國內(nèi)現(xiàn)狀：北京大學計算機系設計的基于www的網(wǎng)上虛擬實驗室3WNVLAB就是一種支持大計算量和交互式的網(wǎng)上虛擬實驗室的通用根本框架。中國科學技術大學的大學物理虛擬實驗室把虛擬實驗用在教學演示與物理實驗方面，是全國第一套真正意義上的虛擬實驗教學軟件。南京大學建立的分析化學大型儀器虛擬實驗室，可以在

4、虛擬實驗室中對實驗儀器虛擬操作。.目前國內(nèi)外研討所存在的問題國內(nèi)外在虛擬實驗室方面的研討獲得了一定的進展，但還沒有大規(guī)模的運用案例。目前國內(nèi)外在虛擬仿真實驗室方面也獲得了一定的成果，但其主要用于校園網(wǎng)內(nèi)部運用，基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程實驗少。電力電子類的仿真實驗不具有友好的用戶界面，是本課題要處理的一個主要問題。大多數(shù)虛擬實驗平臺都是純虛擬仿真平臺，其實驗結果都是基于對理想模型的前往結果，而不是一個真實的實驗系統(tǒng)真實數(shù)據(jù)的前往結果，這樣不利于學生去了解真實物理世界的實踐實驗結果。.研討內(nèi)容研討基于軟件工程實際的網(wǎng)絡虛擬實驗室整個系統(tǒng)的面向組件的設計的需求分析。研討基于電力電子實驗連線過程的一切連線方式

5、，并根據(jù)方式言語自動機中確實定型有限形狀自動機實際來研討學生連線的正誤，使系統(tǒng)處于動態(tài)呼應的形狀下任務。研討數(shù)據(jù)采集卡采集真實的物理實驗的方法，并研討計算機對采集信號的數(shù)字濾波的處置方法。研討網(wǎng)絡虛擬實驗室中網(wǎng)絡構造： 對B/S和C/S兩種網(wǎng)絡構造的特點進展研討和比較，然后研討TCP/IP、 UDP或DATASOCKET等網(wǎng)絡協(xié)議的利弊，選擇適宜的協(xié)議完成網(wǎng)絡的客戶端和效力器端之間數(shù)據(jù)傳送。.研討目的及擬處理的關鍵問題研討目的：系統(tǒng)分析部分：從系統(tǒng)層次上采用面向組件的設計分析系統(tǒng)中各個部分之間的關系，并為以后再次開發(fā)留下相應的接口和程序的反復運用。軟件部分：操作虛擬仿真界面，模擬整個實驗中學生

6、需求連線操作的部分，并實現(xiàn)有限形狀自動機的方法來進展數(shù)學描畫。硬件部分：經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡采集真實的實驗數(shù)據(jù)，并將實驗數(shù)據(jù)前往到虛擬實驗主界面，用于學生進展仿真結果和真實的實驗結果的比較。網(wǎng)絡鏈接部分：基于TCP/IP或UDP協(xié)議，或DATASOCKET等協(xié)議進展研討，找出適宜網(wǎng)絡虛擬實驗室的鏈接方案。.研討目的及擬處理的關鍵問題擬處理的關鍵問題：用有限形狀自動機的方法來動態(tài)判別實驗連線的正誤。用圖論的最大匹配生成算法匈牙利算法建立數(shù)學模型以表示存在的連線情況。數(shù)據(jù)采集卡對目的對象的采集以及采集過程中整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送的實時性題。遠程虛擬實驗效力器的設計開發(fā),效力器和客戶端的通訊協(xié)議的問題。.擬采取

7、的研討方案及可行性分析研討方案：虛擬電力電子實驗：建立系統(tǒng)的原型和設計用戶界面，根據(jù)需求分析決議用戶界面的根本動作，然后在后臺采用方式言語自動機的實際計算用戶操作的結果。后臺儀器共享網(wǎng)絡虛擬實驗室：效力器與數(shù)據(jù)采集卡鏈接，接受客戶端的實驗懇求后，用數(shù)據(jù)采集卡采集對應的實驗的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)字濾波的處置，將實驗結果前往效力器端，實現(xiàn)真實意義上的實驗結果察看。遠程控制網(wǎng)絡虛擬實驗室：研討網(wǎng)絡TCP/IP或UDP協(xié)議，或DATASOCKET協(xié)議，并結合這3種協(xié)議實現(xiàn)程序，比較程序的執(zhí)行效率和速度傳送時間。系統(tǒng)的開發(fā)采用面向組件的開發(fā)方法，到達系統(tǒng)的高內(nèi)聚性、松散耦合性和數(shù)據(jù)隱藏性。.擬采取的研討方案及可

8、行性分析網(wǎng)絡虛擬實驗室運用B/S/構造原理圖可行性分析：實驗室提供了良好的網(wǎng)絡環(huán)境，并可提供開發(fā)所需求的軟硬件條件等。國內(nèi)許多大學已開發(fā)了各種虛擬實驗室，可以讓我們自創(chuàng)。 客戶端客戶端客戶端客戶端WAN客戶端網(wǎng)頁閱讀器LAN運用效力器DAQ設備儀器設備儀器設備儀器設備儀器設備.課題的研討特征與創(chuàng)新之處課題的研討特征：不受時間和空間的約束。網(wǎng)絡虛擬實驗室，可以運用戶在任何時間，任何地點經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)進展實驗，因此更有利于學生合理地安排本人的學習方案。充分利用實驗室資源。由于遠程控制實驗允許學生靈敏地安排學習方案，因此可以充分發(fā)揚已有的實驗設備的成效。基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，實驗共享支持多個學生同時在線做實驗

9、。基于對電力電子實驗的真實操作過程的分析，虛擬到計算機來仿真連線的過程，使學生更能覺得是在真實的實驗臺前進展實驗。.課題的研討特征與創(chuàng)新之處 創(chuàng)新之處：全程模擬交流技術實驗臺學生連線操作的一切過程，結合方式言語自動機的實際和圖論的相關實際來計算操作過程的正確性，并根據(jù)所對應的操作過程給出詳細的操作歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的顯示，來重現(xiàn)操作過程，到達真實實驗的目的。在計算機編程思索一切的連線銜接結果，根據(jù)學生連線實驗結果計算后的得出相應評判，到達教師指點的目的。經(jīng)過銜接實踐的硬件電路，得出真實的實驗結果，從而使學生更好地了解和掌握所學的實際知識。.預期研討成果在現(xiàn)有的實驗室環(huán)境下建立根本的虛擬實驗

10、室。銜接到互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)學生不限制空間和時間的訪問本實驗室。研討出一種算法，反映系統(tǒng)的詳細形狀和系統(tǒng)內(nèi)形狀的轉換，符合面向組件開發(fā)方法，并為再次開發(fā)留下接口。運用數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)，真實反映實驗的結果。.估計研討過程中能夠遇到的困難和問題以及處理的措施基于軟件工程實際對系統(tǒng)的分析的不深化，應該多與教師和同窗溝通。算法研討的實際性強，不易了解，以致于所花的研討時間過長或調試過程中的不可預期的錯誤。軟件運用不熟習，特別是一些關鍵處置手段。基于多用戶客戶端網(wǎng)絡協(xié)議.研討條件及方案安排1、為完成課題已具備和所需的條件及經(jīng)費計算機一臺LabVIEW軟件授權一套PCI6221數(shù)據(jù)采集卡一塊LabVIEW相關技術文檔.2、時間方案及進度安排 2007年11月2021年1月:調研和搜集資料 2021年1月2021年2月:進展可行性探求,并針對系統(tǒng)進展相 對應的知識學習 2021年2月2021年3月:系統(tǒng)的模型的面向組件化分析，寫出需求報告，并根據(jù)需求分析報告進展詳細部分的細