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浅析基于LabVI EW的虚拟实验教学系统开发 　　1 系统开发背景 　　实验是教学活动中一个必不可少的环节，它能培养学生的实际操作能力和发现问题解决问题的能力。然而，并不是所有学校都能提供必须的实验环境，由于各种各样的原因很多本应开设的实验无法进行。虚拟实验作为传统实验的一个必要的、有益的补充，具有较好的经济性，较强的针对性，较大的开放性等特点。 　　LabVIEW是一种功能强大的图形化编程软件，与传统的编程软件相比，开发效率更高，对硬件的支持性更好，是目前测控领域应用最广泛和最有前途的软件之一。本课题以 LabVIEW 为开发平台，构造了一个实时性强、交互性强、可扩展的虚拟实验系统。 　　2 实验系统的主要研究内容 　　基于LabVIEW的虚拟实验教学系统主要研究内容包括基于LabVIEW的虚拟实验系统的登录界面和数据的管理设计、自动控制原理虚拟实验系统虚拟实验系统、自动检测技术、过程控制原理实验系统、单片机原理及应用虚拟实验系统。 　　2.1 登录界面和数据的管理设计 　　登录界面包含三级界面：登陆主界面的设计、选择不同项目进行实验的二级子界面(如图2所示)、子实验系统的具体实验项目选择三级子界面设计(如图3，以过程控制虚拟实验系统为例)。其中登陆主界面主要是该系统的简单介绍，实验人员和管理员的登录管理;二级子界面设计，完成对不同子实验系统的选择;具体实验项目选择界面共有四个，用于选择自动检测技术实验系统、自动控制原理实验系统、过程控制实验系统和单片机原理及应用实验系统中某个具体实验。 　　数据的管理设计主要是数据库的管理DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.039以及实验数据结果的保存、报表的设计等。用户包括管理员和普通登陆人员两种形式。管理员可以对普通用户进行管理，而普通人员只能进行密码修改(如图4所示)。主要是以Access数据库为基础,通过手工、注册表、ActiveX以及LabSQL创建、修改DSN的方法,解决了LabVIEW自身不易链接、操作数据库的问题。 　　2.2 实验内容的设计 　　该实验系统中包含的四门课程是自动化相关专业的四门重要专业课，每门专业课的实验内容的选取与课程讲授内容息息相关，又注重了学生创新能力的培养，有基础也有提高。 　　因此，自动控制原理理论性较强，实验内容为控制设计与仿真实验，注重当某个参数发生变化，或增加某个环节系统响应的变化情况。自动控制原理虚拟实验系统包括：基于LabVIEW的一阶系统典型环节分析、二阶系统时域分析、系统稳定性、频域分析、系统校正、采样系统、采样系统校正和非线性控制系统分析8个虚拟实验，其中一个实验前面板和后台程序，主要用LabVIEW8.6完成。 　　自动检测技术课程实验内容既有传统传感器的实验、又有新型传感器的实验，但实验的开发注重把传感器放到实际的监控系统中完成数据采集，只监不控，设置越限报警。该虚拟实验系统包括基于“虚拟仪器”技术的热电偶测温、霍尔传感器测重、热电阻和湿度传感器的温湿度检测、电涡流传感器测振动、超声波测距、烟雾传感器烟雾报警器等7个虚拟实验。用到的软件是LabVIEW8.6，NI ELVIS测量套件，硬件为NI 9203、NI cDAQ-9178以及各种传感器。 　　过程控制虚拟实验系统以大家所熟知的液位控制系统为原型，包括单容液位单回路控制、双容液位单回路控制、双容液位串级控制、比值控制、前馈反馈控制虚拟实验系统。主要用到LabVIEW8.6、分布式控制系统模块DSC、控制设计与仿真模块等。单片机原理及应用课程的实验内容把全国智能车设计大赛、全国电子设计大赛的常出现题目与“虚拟仪器”技术相结合，实验内容包括液位实时监控、电机调速系统、智能车仿真、数显电压表、雨量检测系统。单片机完成底层的数据采集及驱动控制，用LabVIEW设计相应的监控界面及算法处理。用到LabVIEW8.6、NI ELVIS测量套件、NI USB-9215、NI cDAQ-9178、实训电路板等。 　　3 实验系统的创新点 　　该实验系统通过学生使用情况发现创新点如下： 　　(1)在实验设备老化，实验设备不足、实验经费紧张和实验时间不够的情况下，解决提高学生综合技能和实践技能的问题。 　　(2)现有的实验内容侧重于理论验证和简单的接插线，所有学生的实验内容一样，将学生的思维限定在一个很窄的范围内，LabVIEW让学生在相同的任务下完成千变万化的结构设计，在相同的软件环境下开发出千变万化的产品，有利于培养学生的自主设计能力和创新能力。 IQgon　　(3)良好的可扩展性，用户可以利用该平台增加如电工电子、运动控制等其它相关课程的虚拟实验系统，也可根据该平台进行其他