随着科学技术的发展，控制技术在现代机械装备中应用越来越广泛。在传统教学中有关控制方面的实验存在强电的接触安全、时间空间不够，台套数不充足、维修困难等问题，而仿真实验则比较安全、适应性强，不受时空、条件等限制，易于自主设计实验。该模块用于训练学生机电一体化设计、组装、编程、调试、故障检测及维护等综合能力。本实验教学模块虚实结合，对机械结构、气动技术、电气控制技术、传感器技术、可编程序控制器技术等进行综合训练，满足机械电气控制、微机原理及控制、计算机接口技术、控制工程、气动技术及其应用等课程的实验要求。
虚拟仿真实验项目以工程实例为对象，结合生产实际进行机、液、气机复合机构进行控制。利用自主开发的机电液虚拟仿真软件，既能做单一的课程实验，又能做针对几门课的知识完成综合实验。在虚拟实验环境中，从基本元件认识、基本回路连接到复杂控制回路联动, 每个同学都能参与实验的全过程，可自由搭建完成机电气液控制系统仿真实验。通过虚拟实验平台进行方案设计与优化，对各环节反复综合练习，结合实物实验进行验证。培养学生自主设计实验、解决复杂问题能力、实验分析能力及培养创造性和团队协作精神。 模块逻辑结构如图所示。
控制模块的构成图
控制模块下设三个子模块：电气控制仿真、流体控制仿真和机电系统控制综合仿真。仿真实验项目如表所示。
控制模块仿真实验项目表
模块 |
实验项目名称 |
实验内容/功能 |
效果与特色 |
类型 |
电气控制仿真 |
机械电气控制仿真 |
交流电机正反转控制、交流电机Y-Δ变换控制、交流电机顺序启动、车床电气控制设计、钻床电气控制设计 |
衔接接电气控制相关课程实验，又可自主调用零件做设计实验。 |
课程 |
工控机及接口实验仿真 |
以4层电梯控制、交通灯工程、广告霓虹灯控制、邮件分拣控制为实验对象，进行PLC可编程控制虚拟实验 组态软件与数据库对接实验，数据采集与分析实验，PID控制虚拟实验，远程控制与WEB发布实验 |
衔接弱电控制相关课程实验，又可系统通讯、连接上下计算机做系统实验 |
课程 |
流体控制仿真 |
气压传动控制仿真 |
单作用气缸换向回路、调压回路、单作用气缸单向调速回路等回路气压传动仿真控制 |
衔接气压控制课程作典型实验，和设计实验。同时通过软件进行控制、气动复合实验。清晰了解元件、结构、系统流体、流向。 |
课程 |
液压传动控制仿真 |
缓冲回路、两位两/四通电磁换向阀卸荷回路、手动换向阀换向回路、锁紧回路、压力继电器控制顺序动作回路等回路液压传动仿真控制 |
衔接液压控制课程作典型实验，和设计实验。同时通过软件进行控制、液压复合实验。清晰了解元件、结构、系统流体、流向。 |
课程 |
机电系统控制综合仿真实验 |
机电系统控制综合仿真 |
可编程控制器PLC对步进电机十字滑台进行仿真速度、位置、插补运动控制，实验综合两门课程内容的综合运用。 |
衔接、机构、控制课程作典型实验，和设计实验。同时通过软件进行控制、丝杆螺母机构复合实验。清晰了解元件、结构、系统整体运动 |
综合 |
压机控制仿真 |
可编程控制器、对液压机主缸实现液压、数控滚珠丝杆复合仿真控制。1、数控丝杆精确快进，2、油压驱动慢进，3、液压、丝杆复合大负荷反馈精确快进，综合三门课程的内容。 |
衔接液压、机构、控制，通过软件对压机主缸有机按工况匹配功率、复合控制、做复合实验。清晰了解元件、结构、系统流体、流向、整体运动全貌，展示新技术、大型、逼真、人不可及的实验场所。 |
综合 |
水轮机调速器数字液压控制回路仿真 |
运用PLC可编程控制器对数字复合阀进行水轮机调速器接力器进行仿真数字调速控制，综合两门课程的内容。 |
衔接液压伺服内容结合数字控制技术对水轮机调速器的接力器进行速度、位置仿真控制，展示新技术、大型、逼真、人不可及的实验场所。 |
综合 |
