基于LabVIEW的过程控制虚拟实验系统的研究与设计

论文摘要

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,绝对的安全性。虚拟实验的这些特点决定了它在教育、科研等领域中具有广阔的应用前景,是实验教学的一个新的发展方向,是当前研究的热点课题之一。而过程控制作为自动化的一个重点学科,其实验设备往往相当欠缺,因此建立一个网络化的过程控制虚拟实验室是非常有必要的。本课题为天津市信息化项目之一,主要从各高校的实际情况着手,对虚拟实验室系统进行需求分析,最终从虚拟实验平台的构建、虚拟实验管理模块的设计、典型过程控制实验的设计、虚拟实验室的网络化等方面详细论述了过程控制虚拟实验系统的构建过程。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。该系统可以充分利用网络资源,减少硬件投资,是一种低成本、高收益的信息化建设,具有很大的现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 虚拟实验室概述
• 1.2 虚拟实验室的研究现状及其发展
• 1.3 课题的研究目的和意义
• 1.4 论文的主要内容
• 第二章 过程控制虚拟实验系统的总体分析和设计
• 2.1 虚拟实验系统的设计思想
• 2.1.1 系统功能分析
• 2.1.2 系统软件的选择
• 2.1.3 面向对象的软件分析方法及其在本系统中的应用
• 2.2 虚拟实验系统的设计方案
• 2.2.1 虚拟实验系统的架构理论
• 2.2.2 虚拟实验系统的总体设计
• 2.3 小结
• 第三章 虚拟实验系统中学生信息管理数据库的设计
• 3.1 LABVIEW 与ACCESS 数据库之间的互访
• 3.1.1 LabVIEW 中数据库访问方法的比较
• 3.1.2 LabVIEW 与Access 数据库的动态数据交换
• 3.2 虚拟实验系统中用户注册模块的设计
• 3.3 虚拟实验系统中登陆模块的设计
• 3.4 虚拟实验系统管理模块的设计
• 3.5 小结
• 第四章 过程控制虚拟实验的设计
• 4.1 过程控制系统的分析与建模
• 4.1.1 单容水箱系统建模
• 4.1.2 双容水箱系统建模
• 4.1.3 三容水箱系统建模
• 4.2 基于LABVIEW 的过程控制虚拟实验系统的设计
• 4.2.1 过程控制实验界面的设计及其功能分析
• 4.2.2 过程控制控制方法的研究与设计
• 4.2.3 过程控制系统仿真模块的设计
• 4.3 虚拟实验系统的网络化
• 4.4 小结
• 第五章 虚拟实验系统的测试
• 5.1 系统配置
• 5.2 实验过程
• 5.3 小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢