IECUBE-6760 人工智能创新实验基础套件针对人工智能基础入门教学场景，学生无需任何专业编程基础，通过项目制实验方式，从实战训练角度出发，激发学生对人工智能的学习兴趣，帮助学生建立人工智能技术概念，建立解决各种行业问题的基础能力。结合人工智能在安防、医疗诊断、机器人、智能家居、自动驾驶、智能制造等领域的广泛应用，适用于广泛工科专业在人工智能方向的人才培养。 

将“构想性、沉浸化、强交互”的独特模式，结合智慧农业、智能家居等行业场景，应用于项目实训教学过程中，激发学习兴趣，扩展思维。

本产品是针对各类大中专院校《数字信号处理》实验课程配套开发的可在网上开展基于C/S架构的虚拟实验教学系统，系统由课程实验仿真台和虚拟实验教学管理系统两部分组成。仿真台模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境；虚拟实验教学管理系统提供全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：实验前的预习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的指导、实验结果的批改、实验成绩统计查询等功能，为实验教学环境提供服务并开展应用。可满足各类大中专院校《数字信号处理》课程实验教学环节的需要，尤其适用于远程教学。 系统提供了七大类54种数字信号处理器件模型： 1、序列与采样信号 复指数序列、随机整数序列、实指数序列、矩形序列、抽样脉冲序列、正弦序列、阶跃序列、正弦采样信号 2、信号操作与FFT 序列相加、序列卷积、序列累加、序列反褶、序列相乘、序列平移、周期序列、信号延迟、信号下采样（抽取因子）、信号上采样（内插因子）、信号重构（采样率转换）、高斯白噪声、加法器（采样信号叠加）、增益器、FFT（快速傅立叶变换）、IFFT（快速傅立叶反变换） 3、模拟滤波器设计 巴特沃斯模拟低通（脉冲响应设计）、切比雪夫1型模拟低通（脉冲响应设计）、切比雪夫2型模拟低通（双线性变换设计）、椭圆模拟低通（双线性变换设计）、脉冲响应不变法设计（模拟转换为数字）、双线性变换法设计（模拟转换为数字） 4、IIR设计 巴特沃斯数字滤波设计、切比雪夫1型数字滤波设计、切比雪夫2型数字滤波设计、椭圆数字滤波设计 5、FIR设计 阶数计算（FIR）、数字截止频率计算（FIR）、窗函数（FIR）、FIR数字滤波设计 6、滤波器实现与分析 1/z传递函数（滤波器结构）、FIR数字滤波器实现、IIR数字滤波器实现、系统频率响应、系统脉冲响应、系统阶跃响应 7、输出显示与文件读写 读取外部数据（txt）文件、数据写入外部文件、读取外部音频（wav）文件、音频数据写入外部文件、复数信号点阵图、信号针状图、信号波形图、幅度图、相位图、零极点分布图 使用现有器材模型系统提出了如下二类17种典型实验的训练： 一、基本元器件使用实验 1.信号源的使用 2.信号处理 3.模拟IIR滤波器设计 4.数字IIR滤波器设计 5.FIR滤波器设计 6.其他元件的使用 二、信号处理与应用分析型实验 7.序列信号的产生及运算 8.FFT的应用 9.脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 10.双线性变换法设计IIR数字滤波器 11.IIR数字滤波器的设计与实现 12.窗函数法设计FIR数字滤波器 13.级联型数字滤波器的滤波实现 14.并联型数字滤波器的滤波实现 15.抽取器的高效FIR多相结构实现 16.内插器的高效FIR多相结构实现 17.数据与音频信号的处理 备注：除上述实验，用户也可以利用提供的器材模型自主添加典型实验。 系统服务器端用户分为学生、教师、教务管理员和系统管理员四种角色，不同角色拥有不同权限。 ►学生：选课、选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语。 ►教师：典型实验库维护、发布实验、安排实验、批改实验报告、系统指导、统计并发布学生的实验成绩和批语。  ►教务管理员：课程计划、开课计划、选课日期设置、开课审核、开课查询。  ►系统管理员：用户管理、分组管理、角色管理、权限管理、系统维护等。  性能指标 支持同时在线用户数1万人以上，经过在多所学校的实训教学应用，系统运行稳定，不限终端用户数，完全能满足职业技能大赛训练或省赛预赛使用。 服务器运行环境 操作系统：Windows Server ，Linux/Unix Server Web服务器：Tomcat6.0，JDK6.0 数据库：MySQL 客户端运行环境 操作系统： All Windows系列

台式六联混凝实验搅拌机采用一体成型设计，构造简单、操作方便，包装尺寸90厘米*30厘米*50厘米，净重40Kg，由搅拌杯、加药支架、桨叶、机箱等组成，该仪器涉及水处理技术领域的混凝、絮凝、沉淀等工艺流程的模拟与指导工作，整机一体成型，长90厘米，宽30厘米，高50厘米，有耐用、操作方便、占地面积小的特点，从机箱构造被分类为不锈钢六联混凝试验搅拌机、及烤漆六联混凝试验搅拌机，微电脑控制转速、时间、温度、加药等各项程序，被广泛应用于水厂、净水厂、污水处理厂、给排水厂等等各领域。 产品参数： 1、转速功率：180W 2、包装尺寸:90*30*50厘米/cm 3、转速范围：10～ 1200转/分　　± 0.01% 4、速度梯度G 值：10  ～ 1000秒-1   5、时间范围： 0  ～ 99 分59秒 x 10　± 0.01秒    6、测温范围： 0  ～   50℃　　± 1℃ 7、可设程序数量：25种； 每种自动无级变速10次                  8、电　　压： 0  ～  220V　　 ± 5%   产品性能： 1、微电脑控制、7寸大彩色液晶屏中/英文双显高清界面，可根据菜单和提示进行各项操作，在搅拌中同时动态显示各种参数。 2、可程控储存25组程序,每组程序可运行10段不同转速,（转速范围10-1200转/分）每段运行时间0-99分59秒。 3、六根搅拌轴可实现同步运行、或者异步运行的功能。 4、搅拌轴自动垂直升降，更容易保护矾花形成，并能根据不同容量的试验杯选择不同的计算方法计算G/GT值。 5、自动加药系统可在每段程序开始前，同步往烧杯内加药，可多次多品种自动加药。 6、可靠的高精度步进电机，其转速由电脑芯片数字信号控制，转速无重复性，误差为零。 7、配备高精度温度传感器用于检测水温或环境温度，实时显示在屏幕上。 8、仪器采用一体化设计，减少了分体设计中外露电缆连接安全性能低的隐患，外观整洁大气。 9、试验结束后有滴滴提示声提示。 10、搅拌器试验杯底座配置了LED灯， 可以清楚观察矾花的形成、大小和沉淀过程。 11、免费配送套装圆形(或方形)玻璃试验杯和试管。 12、搅拌无机械传动装置，避免了传统机械式搅拌机皮带和齿轮等传动部件的缺陷。 13、磨砂不锈钢机箱（烤漆机箱）构造，不仅美观大方，同时防腐、防锈、耐磨的性质增加了仪器使用寿命。    

一、概述 GOLINK-1 型 现代机电综合控制实验装置集合了交流，直流，电机拖动、电力电子、PLC控制、电工控制多专业多内容实训设备特点。包含晶闸管控制，直流电机控制、变压器控制、电机拖动控制、交直流调速、PLC控制等实训项目。这都是这方面的充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。       二、技术参数 1、输入电源：三相四线(或三相五线 380V±10% 50Hz) 2、工作环境：温度-10℃～+40℃　相对湿度＜85% (25℃)　海拔＜4000m 3、装置容量：＜1.5kVA 4、外形尺寸：1890mm×740mm×1585mm 三、要求实验室可完成的实验内容 1、电力电子技术实验（晶闸管部分） 1) 锯齿波同步移相触发电路实验    2) 单结晶体管触发电路 3) 正弦波同步移相触发电路实验 4）单相半波可控整流电路实验 5）单相桥式半控整流电路实验  6) 单相桥式全控整流电路实验  7) 单相桥式有源逆变电路实验  8) 三相半波可控整流电路的研究    9) 三相桥式半控整流电路实验  10) 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验     11) 单相交流调压电路实验     12) 三相交流调压电路实验 2、全控型电力电子器件实验 1）电力晶体管（GTR）驱动电路的研究 2）电力晶体管（GTR）的特性研究 3）功率场效应晶体管(MOSFET)的驱动电路研究 4）功率场效应晶体管(MOSFET)的主要参数测量 5）绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性及其驱动电路的研究 3、全控型器件典型线路实验 1）直流斩波电路（Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六种电路）的性能研究 2) 单相交直交变频电路的性能研究 4、直流电机调速实验 1）晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验(SCR) 2）晶闸管直流调速系统主要单元的调试(SCR) 3）单闭环(电压单闭环、转速单闭环、电流单闭环)不可逆直流调速系统实验(SCR) 5、交流电机调速系统实验 1）双闭环三相异步电机调压调速系统实验(SCR) 2）双闭环三相异步电机串极调速系统实验(SCR) 6、电气控制基础实训 转换开关与电压表连接测量三相电压； 电力综合显示仪表的使用； 三相异步电动机直接起动、停车的控制电路连接； 接触器联锁的三相交流异步电动机正、反转控制电路的连接； 按钮联锁的三相交流异步电动机正、反转控制电路的连接； 按钮、接触器联锁的三相交流异步电动机正、反转控制电路的连接； 万能转换开关控制三相异步电动机的正反转； 三相交流异步电动机Y-△（手动切换）启动控制电路的连接； 三相交流异步电动机Y-△（时间继电器切换）启动控制电路的连接； 定子绕组串联电阻启动控制电路的连接； 三相交流异步电动机能耗制动控制电路的连接； 三相交流异步电动机反接制动控制电路的连接； 多台（3台及以下）电动机的顺序控制电路的连接 电动机的往返行程控制电路的连接； 7、PLC、变频实训项目 变变频器面板功能参数设置和操作实训； 变频器对电机点动控制、启停控制； 电机转速多段控制； 工频、变频切换控制； 基于模拟量控制的电机开环调速； 基于面板操作的电机开环调速； 变频器的保护和报警功能实训； 基于PLC的变频器开环调速； PLC控制电机顺序启动； PLC控制三相异步电动机Y-△启动电路； 四、产品技术功能 1、设备安全保护功能 1）设备的人身安全保护 ◆ 三相隔离变压器的浮地保护,将实验用电与电网完全隔离，对人身安全起到有效的保护作用； ◆ 三相电源输入端设有电流型漏电保护器，设备的漏电流大于30mA即可断开开关，符合国家标准对低压电器安全的要求； ◆ 强电实验导线采用全塑封闭型手枪式导线，避免学生触摸到金属部分而引起的双手带电操作触电的可能。 2）设备的安全保护体系 ◆ 三相交流电源输出设有电子线路及保险丝双重过流及短路保护功能 ◆ 晶闸管的门阴极和各触发电路的观察孔设有高压保护功能，避免学生误接线； ◆ 实验台采用三种实验导线，相互间不能互插，强电采用全塑型封闭安全实验导线，弱电采用金属裸露实验导线，观察孔采用2＃实验导线，避免了学生误操作将强电接到弱点的可能； 2、产品的结构要求 1）要求装置由控制屏、实验电源、测量仪表、实验桌、实验模块、实验电机和实验导线等组成。实验电源、各种测量仪表必须固定安装在控制屏中。要求各挂箱的面板采用凹字烂板印刷工艺。 2）实验桌采用铁质喷塑结构，桌面为高强度密度板，桌子下面设有储藏柜，可放置的实验箱、导线和工具等。 3、产品基本配置技术要求 1）低压电源及仪表：提供指针式电压表一只（450V⊥1.5级）。提供交直流电压表和电流表各2只，四位半高精度仪表，是具有6位数码管显示，8个指示灯，交直流测量功能切换；手自量程切换功能；具有RS485通讯、继电器输出、上限限报警、4~20mA变送器输出功能；配有锁存按键；交直流电压表信号输入范围： AC/DC2V ， AC/DC20V ， AC/DC200 ， AC/DC500V 。交直流电流表信号输入范围： AC/DC20mA ， AC/DC200mA， AC/DC2000mA， AC/DC5A 。提供速度变换器，给定，零速封锁器；提供±15V/1A直流稳压电源。 2）交/直流电源：通过开关切换分别输出三相200V和240V交流电源，给直流调速和交流调速提供实验电源，带过流保护。该电源经过电流型漏电器、三相隔离变压器等安全保护措施后供实验用电。提供230V/0.5A直流励磁电源，带电源指示、过流保护功能。 3）三相可调电阻：提供900W/0.41A与电阻180W/1.3A串联的三组可调电阻负载，供发电机负载电阻和其它实验阻性负载。 4）平波电抗器及阻容吸收：提供直流调速实验中需要的平波电抗器及RC滤波，平波电抗器提供100-200-500-700mH/1.2A，一只。 5）三相变压器：该三相变压器可作为串级调速系统和有源逆变线路中的逆变变压器。(初级380V/1.1A*3相；次级88V/115V/139V/3A*3相) 6）触发电路：配有单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、锯齿波同步移相触发电路、单相交流调压触发电路、TCA785集成触发电路共五个触发电路实验。使学生能够直观的了解各种触发电路的工作原理，与对应的晶闸管连接，完成单相半波整流和单相全桥整流电路实验。 7）三相触发及主回路：采用插板结构，与底板配合，组成三相相控脉冲触发电路，输出的双窄脉冲均匀、一致、干净，脉冲移相范围最高可达170°，设有三相同步信号、三相锯齿波信号、六路移相触发脉冲等的观测孔，设有外接模拟量控制端口“Uct”输入0~Uctmax，可对三相触发脉冲的移相角进行连续调整，设有两组六路触发脉冲功放电路用于外接的控制端口“Ublr”、和”Ublf”， 晶闸管主电路：配置12块晶闸管插板，插板采用快速插入方式，每块插板上设有过流、过压保护电路。，晶闸管参数为5A/1000V，金属封装，插板分别形成正、反桥两组三相桥，正、反桥晶闸管设有触发信号接入口，设有六路钮子开关，用于控制每一路触发脉冲的“通、断”，模拟整流主电路功率器件的触发脉冲丢失、逆变电路逆变颠覆等故障情况，设有带镜面精密指针式直流电压表±300V，精度1.0级带镜面直流电流表±2A，精度1.0级各一只，设有带中心抽头方式平波电抗器一组(为50mH、100mH、200MH、700MH,在通过交流电流小于1.5A状态下，感抗值保持线性)，RC滤波12路。 8）功率器件特性与驱动电路：该实验箱可对SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR电力电子器件，可测定其特性曲线、提供压敏电阻(作为过压保护元件，内部已连成三角形接法)、二极管。 9）直流斩波电路：由DC电源、PWM波形发生器、直流斩波电路（Buck和Boost）和完成六种斩波电路的元件组成。DC电源：+15V/0.5A，带保险丝过流保护；PWM波形发生器：产生频率10KHz占空比5%-70%连续可调的脉冲信号输出；直流斩波电路：提供了Buck和Boost两种直流斩波电路,供学生完成验证性实验。六种斩波电路：模块中的功率场效应晶体管、电感、电阻、二极管、电容等元件与直流电源和PWM波形发生器连接，可完成Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六种斩波电路实验。 11）可调电阻、电容箱：提供耐压AC63V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37µF，0～999kΩ十进制可调电阻两组；供电流调节器，速度调节器反馈回路使用，可灵活改变调节器的放大倍数及积分时间。 12）单相调压与可调负载：配置了一只0～250V/0.5kVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电路以及0～180Ω/1.3A(串联)或0～45Ω/2.6A(并联)瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。 13）芯式变压器与不控整流：配置三相芯式变压器一个(该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压为127V/63.6V/36.7V)，用于三相桥式全控12脉动整流电路实验；还设有三相不可控整流电路用来产生直流电源。 14）半桥型开关稳压电源：提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路，主电路中的电力电子器件为电力MOSFET管；控制电路采用专用PWM控制集成电路SG3525，采用恒频脉宽调制控制方案。可完成“开关电路在开环与闭环下负载特性的测试”以及“电源电压波动对输出的影响”等实验内容。 15）一体化晶闸管插板：晶闸管插板即插即用，快速插入方式，每块插板上设有过流、过压保护电路。 16）电机调速控制实验(I)：配置以下模块：电流反馈与过流保护(FBC+FA)、给定器(G)、转速变换器(FBS)、反号器(AR)、电压隔离器(TVD)、调节器I和调节器II。其中调节器I和调节器II的反馈电阻、电容均外接(从控制屏上获得)，实验时可以灵活改变系统的参数，观测不同的参数对系统稳定性及相应时间等影响；更可以让学生从调速系统的各种参数(如电机的机电时间常数等)出发对调节器的放大倍数及积分时间的参数分别设计，同时进行实际结果的验证，从而完成设计性实验。 17）线绕式异步电机转子专用箱：配置3只线绕式异步电动机转子专用电阻（用于线绕式异步电动机起动与调速等实训）。 18）多功能测速仪：设有五位数显转速表，显示当前转速；具有电压反馈信号；同时设有光电编码信号输出，包括A、B两个通道；能够完成各种速度开/闭环及定位控制；配有位机软件，基于设备常用的RS485通信接口。 19）电机配置：直流发电机：200V、1.1A、220W、1600r/min 直流并励电动机：220V、1.1A、185W、1600r/min 三相线绕式异步电动机：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min PLC模块：装置选用西门子1200大众型可编程控制器CPU 1214C,集成14输入/10输出,集成2AI；2M 的数据存储，带 1 个PROFINET 接口； 21）变频器：选用西门子V20 工业矢量变频器、额定功率 0.37Kw，带 BOP 面板及PROFINET接口。 22）实验导线技术 实验连接导线采用高可靠全封闭手枪插型式，内部为无氧铜抽丝而成发丝般细的128股线，质地柔软，护套用粗线径、防硬化化学制品制成，插头采用实芯铜质件。 四、机电综合三维虚实仿真软件 软件采用理实虚结合三维仿真软件能够进行虚拟对象加真实PLC编程结合控制实验，实现对象的虚拟化，编程的实际化模式，运行环境支持Windows10以上版本；通过鼠标的控制，实现场景模型的放大、缩小、旋转、移动；系统画面清晰，能够进行模拟运行PLC实验，也可以进行虚实结合实验（与真实PLC数据连接），场景类型至少包含1、多自由度机械手、自动循环供料、机械自动冲压、物料输送分拣、码垛堆积控制、自动仓储控制。 工业场景通用功能说明： （1）信号指示区：集成设备控制的传感器信号，直观的反馈设备运行动作信号。 （2）模型展示区：提供自动化模型，配合PLC控制，实现自动化运行。 （3）操作区：提供多种规格按钮，实现对设备的控制；启动、停止、复位，脱机仿真时，实现自动化设备的启停控制和复位出厂设置控制；联机仿真时，提供三个信号给PLC，由PLC根据程序自行确定控制流程。 （4）脱机仿真：不用连接PLC，自动化设备按固定的流程模拟运行，可以根据任务要求或者模拟运行流程，自行编写PLC程序，实现PLC编程的在线仿真控制。 （5）在线仿真：在网络区输入PLC的IP地址和端口号，连接成功后，显示“已连接”，通过PLC在线编程控制自动化模型动作，实现PLC编程的虚拟控制训练。 电工三维仿真系统内容丰富，包含常见的基础数字量模拟控制，也包含常见机电一体化的虚实仿真实训内容，包含维修电工实训内容主要包含常见电机控制及开关控制电路的原理学习，继电器、交流接触器、时间继电器、信号继电器、自复位按钮、自锁按钮、日光灯实验、机床线路实验等。其中软件具有仪器仪表结构展示、原理演示、接线操作、运行演示等3D功能，可直观了解各种典型仪器仪表的特点和外观。采用开放的资源导入设计方式，除了已经固化在软件中的实训内容，后期还可以根据学校需求添加仪器仪表库。系统使用3D虚拟仿真技术，通过鼠标可以实现在虚拟场景中的漫游和对仪器仪表模型的动态控制，从而达到360度无死角观察器件外观细节的效果。 与本次提供的电力电子实验模块配套，虚拟软件中的三维设备与实际设备一致，学生可以通过虚拟环境做真实实验的数据和操作方式，软件由虚拟仿真学习和虚实结合仿真学习系统两部分组成。仿真平台模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境；虚拟实验教学管理系统提供全方位的虚拟实验教学辅助功能，实验前的原理学习、典型实验库的维护、实验过程的指导等功能，为实验教学环境提供服务并开展应用。 软件虚拟仿真部分主要包括：电力电子及电子元器件的学习机认识、仪器仪表的使用规范及学习认识、电力电子实验箱仿真实验、数字电路的虚拟仿真实验、模拟电路虚拟仿真实验。 器件认识及学习：主要包含电力电子、电阻、电容、二极管、三极管等常见模拟电路和数字电路、电路原理中用的四大件。其中软件具有器件结构展示、原理演示、接线操作、运行演示等3D功能，可直观了解各种典型元器件的特点和外观。采用开放的资源导入设计方式，除了已经固化在软件中的实训内容，学生还可将制作的Solidwoks三维库零件及其他格式素材添加到此软件资源库，后期还可以根据学校需求添加器件库。系统使用3D虚拟仿真技术，通过鼠标可以实现在虚拟场景中的漫游和对器件模型的动态控制，从而达到360度无死角观察器件外观细节的效果。软件内容包含实验台操作说明、实验台及模块3D虚拟模型、元器件介绍、仪器使用、电路接线与运行等仿真内容；器件与实验台中仪器及元器件型号一样，能够配套使用于各实验单元的三维仿真实验。    

机械运动方案设计综合训练实验台把电气控制和机械的组装调试结合到一起，给学生提供了广阔的创新空间。既训练了学生的运动方案设计能力，又培养了亲自动手组装调试的能力；既有机械设计的整机思想，又有控制与机械结合的系统观念。使学生得到全面的训练。 机械运动方案设计综合训练实验旨在加强对学生创新能力的培养和综合设计能力的训练。学生通过不同原动机的性能分析，不同传动装置的分析比较，确定合适的传动方案来实现工作机的往复直线运动。了解各种原动机的性能，参数，应用场合，分析往复直线运动的实现方式，设计出多种传动方案，并对其进行运动学分析和动力学分析后得到较优的方案。 在实验台上对设计好的各种方案进行搭建，从组装过程，运动情况进行综合分析，给出最终的方案。机械运动方案设计综合训练的特色在于通过多个环节的训练，使学生不但对设计的总体过程有更深的理解，同时锻炼了学生发现问题和解决问题的能力。

实验台用于机械设计、机械基础实验教学，可观察滑动轴承结构、测定径向油膜压力分布、以及摩擦特性。该型实验台具有两个特点： 其一，简支梁结构双瓦下置，可以使轴在动压下向上浮起，这种实验更符合实际工况； 其二，通过测定电动机电流、电压、轴的转速可确定滑动轴承摩擦系数。 该滑动轴承实验台已获得国家发明专利，并获得第三届全国高等学校自制教学仪器设备一等奖。 主要技术参数： ①两轴瓦中心距：260㎜； ②轴瓦主要尺寸：直径φ60㎜，宽度120㎜； ③施加载荷：最大150 kg； ④主轴转速范围：0-1500 rpm； ⑤电动机参数：功率550W，电压220V； ⑥实验台外形尺寸：860㎜x 585㎜ x 1250㎜； ⑦实验台重量：240㎏ 

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