计算机控制系统实验教学平台研究

李 建 宁

(杭州电子科技大学 自动化学院，浙江 杭州 310018)



·实验教学与创新·

计算机控制系统实验教学平台研究

李 建 宁

(杭州电子科技大学 自动化学院，浙江 杭州 310018)

为满足“计算机控制系统”的课程实验教学环节，基于Matlab/Simulink、WinCon和加拿大Quanser公司的力反馈控制产品Phantom omni和Novint Falcon搭建了双边遥操作系统实验平台。基于鲁棒控制、网络化控制系统的相关理论，采用线性矩阵不等式技术设计了系统的鲁棒控制器，使得闭环系统的误差动态渐近稳定。基于双边遥操作系统的计算机控制系统实验平台是计算机软件平台与硬件平台的统一体，学生借助该平台，不仅能进行控制算法的验证，而且可以感受到计算机与外部执行设备的互动关系，加深了学生对计算机控制系统应用领域的了解，巩固了学生对控制理论知识的理解。

实验教学； 计算机控制； 双边遥操作； 实验平台

0 引 言

“计算机控制系统”课重点介绍输入/输出接口与过程通道技术、控制算法及整体系统的基本组成和工作机理[1]。该课程存在概念抽象、数学理论比较强、理解困难等特性[2]，而传统的计算机控制系统实验多基于系统仿真实现，学生无法直观体验真实对象的运动状态，难以体会计算机控制系统这门课的核心思想。因此，传统的实验仿真教学手段和方法已不能满足计算机控制系统课程的发展要求。需要在理论教学的基础上，应用具体的实验平台来帮助学生进一步加深理解计算机如何与实际对象产生互动，控制理论如何在计算机控制系统中得以实现。……