机电工程与自动化虚拟仿真实验教学中心

       实验简介：直流、交流伺服系统是最常用的闭环伺服系统，PID控制器也是目前使用最广泛的数字控制器形式之一，机电系统数字控制器设计实验也是学生所必需完成的机电系统基础性实验之一。由于需求量大，使用非常频繁，加上学生初次接触经验不足，容易造成控制器的振荡、失稳，对实验对象造成不可逆的损坏。机电系统数字控制器虚拟仿真实验，综合应用目前流行的Solidworks、Recurdyn、Matlab/Simulink等多种机械系统和控制系统联合建模手段，让学生先在虚拟环境下搭建仿真对象的控制系统模型，熟悉PID控制参数对机电系统响应特性的影响，掌握其基本调节规律，最后在实验室实际平台上进行对照验证。本系统包括虚拟交直流伺服系统三维模型、Matlab/Simulink虚拟样机模型、真实的闭环伺服系统三大模块。

       实验功能：系统首先导入在Solidworks中建立的直流/交流伺服系统三维模型到Recurdyn中，在Matlab/Simulink中导入该模型，建立联合仿真模型；改变控制器参数，得到不同的响应曲线；最后在实际的平台上进行验证。

图1  数字控制器设计虚拟操控界面

图2  数字控制器仿真界面

       实验效果：基于Solidworks、Recurdyn、Matlab/Simulink的机电系统联合仿真模型与真实模型特性具有很好的一致性，控制器的模型由学员自行搭建，对提高学员机电系统数字控制的设计和调节能力具有很好的促进作用。