1、實(shí)訓(xùn)室方案
首先將介紹本建設(shè)方案主要涉及的幾個(gè)核心的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，并結(jié)合該校相關(guān)自動控制課程展開課程教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)應(yīng)用方案。下圖所示為完整的從一年級至三年級培養(yǎng)的 “Engineering Pipeline”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路（源自UCLA），本次建設(shè)方案包含其中的一部分，后期可視效果進(jìn)行更為全面的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
1.2.1、虛擬儀器測控創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備/軟件配置
本建設(shè)方案的儀器設(shè)備部分將主要包含以下幾個(gè)方向的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，其簡要說明如下表所示。其后對表中每一項(xiàng)以及未來可擴(kuò)充項(xiàng)做具體說明：
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名稱 |
套數(shù) |
主要用途說明 |
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ELVIS II+ 測控技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺 |
10 |
可用于運(yùn)動/機(jī)電/過程控制、虛擬儀器設(shè)計(jì)、智能儀器設(shè)計(jì)、智能傳感器系統(tǒng)、電子電路、信號處理等課程實(shí)驗(yàn)以及虛擬儀器專題實(shí)驗(yàn)、智能儀器設(shè)計(jì)訓(xùn)練、信息與電氣專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)等, 同時(shí)可作為學(xué)生科創(chuàng)競賽平臺 |
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ELVIS Quansor 直流電機(jī)插板模塊 |
2 |
主要用于階躍響應(yīng)建模、穩(wěn)態(tài)誤差分析、模型時(shí)間常數(shù)提取、仿真模型與實(shí)際 模型對比、根據(jù)實(shí)際結(jié)果 修正模型、PI控制算法設(shè)計(jì)（速度控制）、PI控制速度 （方波激勵）、PI控制速度 （三角波激勵）、PD控制算法設(shè)計(jì)（位置控制）、電機(jī)負(fù)載對控制的影響等控制理論實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
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ELVIS Quansor一自由度直升機(jī)模塊 |
2 |
主要用于模型建立（等效電阻）、模型分析、系統(tǒng)辨識工具 建立模型、PD控制算法設(shè)計(jì)、PID控制算法設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
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ELVIS Quansor溫控箱插板模塊 |
2 |
主要用于開關(guān)控制響應(yīng)、過程控制系統(tǒng) 建模、PI 控制算法 設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
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ELVIS Quansor倒立擺插板模塊 |
2 |
主要用于建模 （狀態(tài)空間）、摩擦對控制算法的影響（狀態(tài)空間）、模型分析（狀態(tài)空間）、控制算法設(shè)計(jì)（LQR）（狀態(tài)空間）等實(shí)驗(yàn)課程教學(xué) |
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ELVIS Quansor機(jī)電傳感器插板模塊 |
1 |
主要用于形變傳感器、壓力傳感器、壓電傳感器、電位計(jì)傳感器、紅外傳感器、聲納傳感器、電磁場傳感器、編碼器、溫度傳感器、LED和開關(guān)等機(jī)電類傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué) |
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myDAQ學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新動手平臺 |
50 |
主要用于作為自動控制原理、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)等課程的學(xué)生課后動手作業(yè)，將手工計(jì)算，軟件仿真與隨時(shí)隨地動手實(shí)驗(yàn)結(jié)果三者銜接。 |
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NI LabVIEW開發(fā)者套件軟件院校多用戶使用權(quán) |
1 |
配合以上所有NI硬件使用。包含最新LabVIEW、LabWindows/CVI等NI軟件以及教學(xué)和科研項(xiàng)目中常用的多種工具包，支持安裝系屬實(shí)驗(yàn)室中所有電腦（最多50臺），相比單獨(dú)采購可優(yōu)惠90% |
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NIMultisim電路設(shè)計(jì)套件院校多用戶使用權(quán) |
1 |
包含Multisim電路仿真軟件和Ultiboard布線軟件，可用于電路設(shè)計(jì)以及學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐中需要進(jìn)行電路仿真與設(shè)計(jì)的場合，并且與ELVIS硬件無縫連接。將計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與硬件設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，聯(lián)系理論與實(shí)際。支持安裝系屬實(shí)驗(yàn)室中所有電腦（最多50臺），相比單獨(dú)購買優(yōu)惠90%以上 |
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NI LabVIEW機(jī)器人起步包, |
1 |
NI LabVIEW機(jī)器人起步包在設(shè)計(jì)上不但能實(shí)現(xiàn)自治系統(tǒng)的原型，還能幫助學(xué)生快速熟悉NI LabVIEW機(jī)器人軟件與NI可重配置I/O（RIO）硬件的功能。評估版軟件帶來經(jīng)優(yōu)化現(xiàn)成的體驗(yàn)，讓學(xué)生能快速輕松地部署自己的首款自主式應(yīng)用。 |
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cRIO-9076 |
1 |
NI cRIO-9076集成化系統(tǒng)將實(shí)時(shí)處理器和可重新配置的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)結(jié)合于同一機(jī)箱，以實(shí)現(xiàn)嵌入式機(jī)器控制和監(jiān)控應(yīng)用。它集成了400 MHz工業(yè)實(shí)時(shí)處理器和LX45 FPGA，并具有4個(gè)用于NI C系列I/O模塊的插槽。為實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的應(yīng)用，它提供-20 °C到55 °C的操作溫度范圍，以及單一的9 VDC到30 VDC電源輸入范圍。cRIO-9076具有用于嵌入式操作的256 MB DRAM和用于數(shù)據(jù)記錄的512 MB非易失性存儲器。 |
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NI 9215 |
1 |
NI cRIO-9215模塊包括4條同步采樣的模擬輸入通道和逐次比較型16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。NI cRIO-9215包含NIST校準(zhǔn)，還具有通道-地面接地雙重隔離屏障，實(shí)現(xiàn)了安全性、抗擾性和高共模電壓范圍。 |
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NI 9263 |
1 |
NI cRIO-9263是一款4通道100 kS/s同步更新模擬輸出模塊，適用于任何CompactRIO機(jī)箱。NI cRIO-9263還具有±30 V過壓和短路保護(hù)、低串?dāng)_、高轉(zhuǎn)換速率、高相對精度和NIST校準(zhǔn)。NI cRIO-9263模塊包括通道-地面接地雙重隔離屏障，具有良好的安全性和抗擾性。 |
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NI 9401 |
1 |
NI 9401是一款8通道、100 ns的雙向數(shù)字輸入模塊，可用于任何NI CompactDAQ或CompactRIO機(jī)箱。 用戶可以根據(jù)輸入和輸出需要，按半字節(jié)（4位）靈活配置NI 9401上各條數(shù)字線的方向。 因此，NI 9401可編程為3種配置—8路數(shù)字輸入、8路數(shù)字輸出或4路數(shù)字輸入和4路數(shù)字輸出。 借助可重新配置I/O (RIO)技術(shù)（僅CompactRIO），用戶可使用NI LabVIEW FPGA模塊對NI 9401進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)自定義高速計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、數(shù)字通信協(xié)議、脈沖生成等。 每個(gè)通道可兼容5 V/TTL信號，且I/O通道和背板之間具有1,000 Vrms的瞬態(tài)隔離電壓。 |
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NI 9472 |
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NI cRIO-9472是一款8通道100µs的源極數(shù)字輸出模塊，用于任何CompactRIO機(jī)箱。每條通道都兼容6-30 V信號，并具有輸出通道和背板間的2300 Vrms瞬時(shí)過壓保護(hù)。每條通道都有一個(gè)狀態(tài)顯示LED。借助NI cRIO-9472，可直接連接眾多工業(yè)設(shè)備，如電機(jī)、激勵器和繼電器。 |
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LabVIEW開發(fā)者套件 |
1 |
NI開發(fā)者套件核心版包括最受歡迎的NI軟件，物超所值。套件包括：NI LabVIEW專業(yè)開發(fā)系統(tǒng)(Professional Development System)、NI Measurement Studio、LabWindows/CVI、NI LabVIEW SignalExpress、所有NI儀器驅(qū)動程序以及完整的NI LabVIEW和NI LabWindows/CVI附加工具。這些附加工具包括用于互聯(lián)網(wǎng)連接、數(shù)據(jù)庫通信、高級信號處理和代碼發(fā)布的工具。 |