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现代远距离教育技术的发展,改变了传统的面对面的教育方式,通过音频、视频、以及计算机技术、Internet网络技术等手段,有效地突破时空的局限,实现了有限的教育资源的共享。远程教育是现代信息技术和传统知识库的结合。利用网络实现远程实验是发挥资源潜力的一条有效途径。实验者可以对实验对象进行异地操作,解决了工程实验教学中实验装置网络远程控制的问题,在控制学科等领域的高等教育、职业教育和高级专业培训中具有广阔的应用前景和发展空间。
传统的实验方式受实验资源的限制,难以适应高等教育大众化对开放性实验的需求。本文针对自动控制原理实验的特点,以控制算法和被控对象这两大要素为主题,分别研究远程虚拟实验和远程实物实验的具体方案,并以双旋翼对象为例说明,为远程实验系统的建设做了基础工作。在实际工作中搭建了远程实验的网络环境,并验证它的可行性。
全文所做的工作具体如下:
①分析国内外远程教育和远程实验室的发展现状,分别对虚拟仿真技术和实际对象远程控制技术进行介绍和比较。
②分析实验室现存的实验条件,以及实现远程实验的方案。
③根据远程实验的具体方案,实现远程虚拟实验系统部分的开发工作,将Internet网络资源与Matlab结合起来,通过Matlab提供的Matlab Web Server实现了客户/服务器模式,并在此基础上构建了网络虚拟实验平台。
④分析了双旋翼系统的硬件结构和工作原理,对其建立数学模型、进行仿真分析,以此描述虚拟实验对象模型的构建过程;同时探讨不同的控制算法用于同一对象中(此处为双旋翼对象),即远程实物实验。另外,探讨了选用TCP协议和Winsock封装组件的理由,详细描述了如何通过Winsock组件进行数据通信,利用VB编程实现远程控制。
⑤进行了简单的总结,并提出一些关于远程实验的改进建议。