一种半实物控制类专业综合实验云服务平台制造技术

一种半实物控制类专业综合实验云服务平台，包括云服务实验平台(虚拟对象)和硬件在环控制器两部分。在云服务实验平台上，根据现代控制理论的状态方程分析方法建立数学模型来描述各类工业生产过程的，并运用2D/3D建模技术实现场景或对象模型。硬件在环控制器是基于硬件在环(HIL：Hardware In the Loop)技术的在虚拟对象和真实控制器之间数据交换装置。本发明专利技术实现的实验系统，使得学员可以使用单片机、PLC、DSP等各类真实控制器，随时随地实现对云服务实验平台中的虚拟工业生产过程来进行控制，而无需大量实验设备来满足实验需求，节省实验成本，减少实验设备所占用的实验室空间。

A comprehensive experimental cloud service platform for semi physical control specialty

A comprehensive experimental cloud service platform for semi physical control specialty, including cloud service experiment platform (virtual object) and hardware in loop controller two parts. On the platform of cloud service experiment, a mathematical model is established to describe various industrial processes according to the state equation analysis method of modern control theory, and the 2D/3D modeling technology is used to realize the scene or object model. The hardware in the loop controller is a data exchange device between the virtual object and the real controller based on the hardware in the loop (HIL:Hardware In the Loop) technology. The experimental system realized by the invention enables students to use various real controllers such as singlechip, PLC, DSP and other real controllers to control the virtual industrial production process in the cloud service experiment platform anytime and anywhere, without a large number of experimental equipment to meet the experimental requirements, save the actual cost of testing, and reduce the occupancy of the experimental equipment. Laboratory space.

【技术实现步骤摘要】
一种半实物控制类专业综合实验云服务平台
本专利技术涉及电气与控制类专业半实物综合实验教学
，尤其是涉及一种基于互联网的半实物虚拟控制方式。
技术介绍
目前已有的控制类实验教学平台，通常使用等比例缩小的物理模型来满足需要，例如水箱的水位控制和水温控制，但存在设备投入费用大、场地占用大、浪费水电资源、实验过程长且需专人管理等明显缺陷。同时对于锅炉控制（多变量、强耦合、非线性、大滞后）、冶金过程（多变量耦合、强非线性、工况时变）、污水处理（需要大型场地、存在有毒有害物质）等复杂控制过程难以在传统的过程控制台上实现。目前也有采用C/S结构，运用组态软件来实现虚拟场景的产品设计模式，但通常仅限于场景的外观模拟，存在的问题是对不同专业的工业场景的内部数学模型没有非常好的体现。
技术实现思路
本专利技术实现一种基于云服务平台的半实物控制教学实验系统。在云服务平台上实现自动控制专业技术人员经常遇到的能源、电力、冶金、污水处理等复杂工业控制过程的数学模型和场景模型，通过硬件在环控制器，在真实的控制设备和虚拟的场景之间建立数据交换，从而使电气与控制类专业的学生和从业人员能够在有限的空间完成专业能力的培本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半实物控制类专业综合实验云服务平台，其特征在于，包括：1）云服务实验平台，所述云服务实验平台根据现代控制理论的状态方程对各类工业生产过程进行数学建模，并运用2D/3D建模技术实现场景模型。云服务器的计算程序根据数学模型计算在控制信号驱动下发生的状态量变化，场景模型中的对象则根据状态量变化发生相应改变；2）硬件在环控制器，所述硬件在环控制器基于硬件在环（HIL： Hardware In the Loop）技术，从虚拟场景中获取工况数据并转换成传感器的标准信号，供实物控制器采集，实物控制器发出的各类控制信号则由硬件在环控制器收集，发送到云服务的计算模型。

【技术特征摘要】
1.一种半实物控制类专业综合实验云服务平台，其特征在于，包括：1）云服务实验平台，所述云服务实验平台根据现代控制理论的状态方程对各类工业生产过程进行数学建模，并运用2D/3D建模技术实现场景模型。云服务器的计算程序根据数学模型计算在控制信号驱动下发生的状态量变化，场景模型中的对象则根据状态量变化发生相应改变；2）硬件在环控制器，所述硬件在环控制器基于硬件在环（HIL：HardwareIntheLoop）技术，从虚拟场景中获取工况数据并转换成传感器的标准信号，供实物控制器采集，实物控制器发出的各类控制信号则由硬件在环控制器收集，发送到云服务的计算模型。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈众，汤俊，张兵兵，陈督好，贺新禹，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43