实验室建设背景

北京软件开发公司认为目前高等教育中，越来越强调对学生实践能力的培养，实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。随着各学科实验项目和学生人数增多，传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求，在教学和学生使用上不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题，是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论热点。

在对创新型实验建设的需求日益明确之际，五木恒润仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化，为开设各种专业实验课程提供了全新教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补，虚拟实验教学系统除了可以辅助高校科研工作，在实验教学方面也具有如利用率高。在许多高校都根据自身科研和教学需求建立了一些高科技仿真实验室。

远宽解决方案

远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试，也*将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同实验内容与实验类型，远宽能源提出了如下仿真实验建设的解决方案：实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验

远宽能源将*FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中，实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模，模型一键下载，无需FPGA编程编译，大大增强了产品的易用性；虚拟实验平台还配置了硬件控制器，和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示：

相比于纯软件仿真——

软件仿真能够帮助学生学习和验证控制理论与算法，五木恒润但较难培养学生的实际动手能力，对控制器也没有直观认识；而使用实时仿真平台验证真实的硬件控制器可以更好的培养学生的动手能力：

 学生可以接触到实际的控制设备；可以了解和学习如何将理论和算法转化为在实际控制设备上运行的代码；

 可以学习和了解信号采集，PWM脉冲发生等实际的硬件知识；可以自己动手配置、连线、调试，通过示波器观察真实的信号等；

相比于实物试验台——

也有一些电力电子与电机教学实验是基于实物试验台，相对而言实时仿真具有如下的优势：

 实时仿真更适合于并网型系统实验，由于电网是一个大的能量源，并网型的系统（大多数新能源系统都是并网型）即使是小功率的，实验和调试一般都是比较危险，很容易过流烧坏设备；而实时仿真实验在这样的场合就很有优势。

 实时仿真更适合原动机贵重体积大场合，如风机、光伏、储能系统等。风机、光伏板、蓄电池一般都体积大，价格高，运行需要合适的气象条件等，实物实验不方便。

 控制侧算法开放可修改，很多实物试验台只能进行演示性和操作性实验，控制器是不开放的；而本实时仿真试验台的控制侧算法是开放可修改的。

 让学生接触和了解实时仿真这一*的科研与测试手段

除了如上优势，实时仿真实验室的一个重要的意义，就是可以让更多的学生接触和了解 实时仿真 这一目前在研究和实际工业产品测试中用的越来越多的*的开发和测试手段，有利于培养学生的操作能力、分析调试能力、设计能力和创新意识。

创新平台适用于综合型实验、设计型实验和创新型实验，以及复杂、并网系统实验对于展示型、原理型实验，还有基于网络技术的纯数字仿真实验室建设方案。教师可将实验课程内容通过纯数字仿真的方式离线模拟出来并发布到网络上，学生可以通过登录网页的方式进行在线实验。实验界面与实验步骤如下图所示：