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电气工程虚拟实验教学系统的设计与实现

发布时间:2022-12-05

编辑人:灵图互动

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虚拟仿真技术作为一种新的科学研究方法,对高等学校的教学和科研发挥的作用越来越重要。基于虚拟仿真的实验教学是综合应用计算机应用技术、计算机网络技术和虚拟现实等技术,通过构建逼真的实验环境,达到、甚至超过真实实验的效果。虚拟仿真可应用到危险性极高、操作不可逆以及高成本、高消耗的实验项目和实验教学中,以提高实验环境的安全性,弥补实验成本的不足,突破安全、成本、仪器设备的限制,解决实验教学面临资金不足等问题。

电气工程及其自动化专业分为电力系统及其自动化专业方向、电力电子与电机控制专业方向。电气工程专业主要侧重于电力系统一次系统操作和运行,以及电力系统二次系统操作和运行、电力电子与电机控制领域相关技术的研究。由于电力系统庞大、复杂,且高电压、大电流,电力设备种类多、价格昂贵等特点,在实验室很能建立和现场完全一样的电力实验系统。因此,有必要采用虚拟仿真技术,建设电气工程专业的虚拟实验教学系统,开发电气工程专业的虚拟仿真实验教学资源,提高学生的工程实践能力和科研创新能力。

电气工程专业的虚拟实验教学系统

电气工程虚拟实验教学系统的用户分为三类:系统管理员、实验指导教师、一般用户。电气工程虚拟实验教学系统的系统管理员主要负责虚拟仿真实验教学平台基础数据的维护,拥有平台的所有操作权限。具体来说,可进行用户管理、实验管理、实验操作、修改密码、发布信息等模块的管理和操作。电气工程虚拟实验教学系统的实验指导教师管理每门课程实验的教师,主要负责实验管理、实验操作、实验演示、实验指导、实验测评等模块的管理和操作。电气工程虚拟实验教学系统的实验指导教师一般由任课老师担任。一般用户是电气工程虚拟实验教学系统的主要使用人,可进行实验演示、实验操作、密码修改以及信息反馈、培训学习等操作。电气工程虚拟实验教学系统的一般用户包括在校师生和校外用户。

电气工程虚拟实验教学管理系统

虚拟实验教学系统的功能模块分为:用户管理模块、实验管理模块、实验指导模块、实验测评模块、实验演示模块、实验操作模块、培训学习模块。电气工程虚拟实验教学系统的用户管理模块,主要管理用户的信息。系统管理员拥有对所有用户账号 进行操作的权限,可以进行账号查询、激活、修改或禁止等操作。实验指导老师和一般用户只能对自身的账号进行操作。电气工程虚拟实验教学系统的实验管理模块,可对用户所进行的实验类型、实验内容和实验成绩进行管理。用户可选择实验的类别,如选择进入实验操作模块、实验演示模块或实验测评模块。

学生在进行实验操作时,实验指导教师通过电气工程虚拟实验教学系统的实验指导模块,可以在线指导学生,实现两者的实时交流。学生通过电气工程虚拟实验教学系统的实验测评模块,可将进行实验的名称及实验过程存储于服务器中。实验指导教师可以随时从服务器查看学生实验操作过程并评阅,结果存储到服务器。电气工程虚拟实验教学系统的实验演示模块,实验指导教师能进行实验的演示,并存储到服务器。学生通过该模块,可随时查看实验演示过程。电气工程虚拟实验教学系统的实验操作模块,学生可选择相应实验项目并存储,以后还可以继续未完成的实验。电气工程虚拟实验教学系统的培训学习模块,主要对一般用户提供操作和相关的管理制度说明。

电气工程虚拟实验教学系统的实验指导模块

电气工程虚拟实验教学系统可以进行电路理论、电子技术电路、电力电子、电力系统的仿真,结合友好的图形化界面,使用可操作的相应的虚拟实验仪器,可以在计算机上建立 起虚拟实验室环境,并可实时显示仿真波形,方便直观。

电气工程虚拟实验教学系统,充分发挥电气工程学科专业优势,整合和拓展学校电气工程实验教学资源,丰富电气工程实验教学内容,可以降低实验教学成本和风险,实现真实实验不具备或难以完成的实验教学功能,提高了学生工程实践能力和科研创新能力。


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