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随着科学技术的发展,对产品的质量需求不断提高。因此,工业应用中需要不断采用更先进的控制方法。但是,现在的控制方法研究多为理论性分析或仿真性验证,难以直接应用到工业中。而控制实验是控制方法在工业应用过程中一个重要的中间环节,因此,提供一种易于实现复杂控制理论算法的软硬件控制平台具有重要的意义。而远程实验具有摆脱时间、空间束缚和实现资源共享的特点,更有利于支撑控制实验研究。因此,本文依托东北大学“985工程”流程工业综合自动化科技创新平台,在对国内外远程实验系统发展现状和趋势进行分析的基础上,首先提出了远程控制理论实验室的总体架构,设计与开发了集仿真实验与实物实验于一体的远程实验软件。该软件采用视图-模型-控制器设计模式,有利于结构和功能扩展。视图层结构简洁,用户使用方便;模型层嵌入实验程序模版,案例内容丰富:控制器层封装了控制实验过程的功能函数,响应命令快速。利用该软件可以实现各种复杂控制算法的实验对比研究,促进了复杂控制算法在实际工业生产中的应用。本文的主要研究工作内容如下:(1)设计了远程实验软件的总体架构。在对远程实验软件的功能进行总结分析的基础上,采用视图-模型-控制器架构模式的设计思想,将软件系统分为用户界面模块、实验模版模块和通信接口模块三部分,从而有利于软件结构管理和功能扩展。(2)开发了远程实验软件的各结构模块。先配置了软件开发环境中的服务器和数据库,实现了应用程序管理和实验数据存储的功能;在模块组件中,用户界面模块包括信息界面和实验界面,实现了访问软件系统、监控实验过程的功能;实验模版模块包括虚拟仿真实验和实物控制实验,为扩展案例提供了依据;通信接口模块包括用户界面与实验程序接口、被控对象硬件驱动接口和视频图像采集接口。软件接口负责获取用户界面设定的实验参数;硬件接口负责传递控制量、采集数据和监控对象状态的功能。(3)进行了远程实验软件的功能验证。以旋转倒立摆为被控对象,进行了基于M语言的虚拟仿真实验,在虚拟对象上设计二次线性最优控制器进行仿真环境验证;进行了基于SIMULINK的实物控制实验,采用信息融合技术在实际对象上设计模糊逻辑控制器验证了实时控制功能和算法的鲁棒性。实验结果表明:该实验软件实现了远程控制的功能,达到了较好的实验效果。