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摘要：從電氣工程的自動化教學出發，對仿真平臺的設計原則、功能、內容進行分析。結合信息技術、自動化技術、力控軟件等探究基于ADSS的仿真平臺構建，在實際應用基礎上提出針對性的優化建議。
1引言
仿真平臺能夠為學生提供虛擬教學環境，為學生提供了反復模擬條件，實現了傳統教學的全面升級和優化[1-3]，推動了電氣工程及自動化教學的發展進程。電氣工程及自動化仿真平臺設計時要緊密結合學生需求和教學實際，在上述基礎上做好內容設計和功能選擇，以保證仿真訓練內容能夠契合學生知識、能力培養需求，實現教學效益的最大化。從整體角度而言，要依照電氣工程及自動化教學內容進行篩選，合理運用線性系統及非線性系統理論、力控軟件、計算機技術等對綜合平臺進行構建，提升虛擬仿真的科學性和有效性。要在上述技術基礎上形成完善的仿真內容，確保仿真平臺能夠為學生提供與教學相符的仿真內容，達到基本教學要求。要做好平臺間的內部關聯，增強系統交互。仿真平臺設計的過程中需要以內部交互為核心做好各功能模塊的構建，在數據實時交互基礎上及時把握學生仿真情況并給予相應的指導，以保證學生能夠高質量、高效益地完成各項仿真任務，從根本上改善電氣工程及自動化仿真平臺實訓效果。與此同時，還要做好仿真平臺的拓展，結合學生個性化需求、人性化需求等形成特色仿真內容，如在仿真平臺中就可以加入學生感興趣的VR技術，通過立體仿真環境的構建增強實驗操作的真實性，激發電氣工程及自動化學生的仿真操作熱情；可以設置互助版塊，讓學生就仿真實驗操作過程中的各項問題及時咨詢求助，使其能夠順利完成仿真內容。
2基于ADPSS電氣工程及自動化仿真平臺
2.1ADPSS仿真
電力系統全數字實時仿真裝置（AdvancedDigitalPowerSystemSimulator，ADPSS）是當前電氣工程及自動化仿真平臺設計中的重要部分，其主要通過實時交互和在線仿真兩部分實現虛擬平臺的構建，讓學生在三維環境中進行仿真操作，從而打破傳統實驗平臺中的空間和時間限制，從根本上提升實驗仿真效果。
2.2仿真平臺系統
基于ADPSS的仿真平臺主要包括虛擬仿真、實時通信、接口拓展等板塊，設計過程中要結合實際功能需求對各板塊進行完善，形成實際實驗操作內容，如三相交變實驗、繼電器保護實驗、接地距離保護實驗、變壓器實驗、無功補償實驗等。（1）仿真技術模塊。電氣工程及自動化仿真過程中主要運用Matlab、EMTP等實現。本次仿真設計中對上述技術進行綜合，通過ADPSS系統將仿真技術整合，形成多元化仿真內容，有效改善了高校電氣教學中的實驗設計效果。尤其是在電力試驗、電機實驗中，分別形成不同仿真形式，提升了仿真的靈活性。（2）虛擬平臺構建。在虛擬仿真設計時主要借助三維立體技術實現，尤其是VR技術。在該基礎上進行電器元件、操作平臺等的立體化，增強虛擬仿真的視覺效果，讓電機、導線、轉子等能夠直觀展示給學生，使學生實驗效果大幅提升。這種仿真環境的構建有效增強了實驗視覺效果，使學生認識和操作水平明顯提升，達到了電氣工程及自動化仿真設計的全面優化。（3）通信模塊設計。基于ADPSS仿真憑條設計的過程中形成了多元交互，包括師生交互、生生交互。其設置時教師可以通過實時控制指令對仿真平臺進行控制，及時指導學生進行仿真實驗和獲取學生仿真數據，為其提供相應的意見及建議。學生能夠在仿真平臺進行在線交流，與教師和同學就實驗仿真中的問題進行探究，并上傳實驗仿真結果。為保證上述功能的實現，需要對服務器和客戶端分別設計。
2.3仿真平臺軟硬件設計
基于ADPSS仿真平臺硬件系統主要包括ADPSS裝置、防火墻、光電轉換器、服務器、模擬操作終端等，其中ADPSS中存儲仿真程序，中間層裝置完成數據傳輸和交互，模擬操作終端為學生提供可視化界面，讓學生進行實際仿真操作。軟件系統包括ADPSS系統和可視化界面兩部分。在仿真平臺設計的過程中可以利用ADPSS中的ETSDAC模塊進行實驗構建。ETSDAC中包括常用的電機、電阻、導線等電氣元件模型，可直接對其進行運用，仿真操作非常便捷。與此同時，還可以根據仿真實驗要求進行UD模塊添加，自定義電氣元件性質和功能。如在繼電器過流保護仿真中先通過ETSDAC形成零序過流繼電器模塊，然后依照實驗操作對各部分自定義UD模塊進行封裝，形成實驗仿真系統整體。后臺設計完成后利用VR技術對ADPSS前端進行構建，形成繼電保護的三維虛擬界面，讓學生能夠與實際實驗操作結合，增強虛擬仿真的真實效果。除此之外，通信交互過程中要對借口進行設計，依照仿真功能要求對通信協議進行選擇，其具體包括控制響應報文、錄波命令報文等，合理設置上述報文的數據類型、數據長度等，對通信過程中的數據格式進行監測，保證ADPSS仿真能夠順利實現。尤其是報文中的數據字符串、變量、生成標記等，要進行全面監測，防止出現通信問題引起的仿真失誤，從根本上提升電氣工程及自動化仿真平臺構建效果。
3電氣工程及自動化仿真平臺的應用及優化
仿真平臺設計完成后可依照實際教學要求對其應用效果進行研究。以山東大學基于ADPSS的仿真平臺構建情況為例，其在設計過程中結合學生需求形成了多元化仿真內容。尤其是在電機及電路模塊設計中，實現了八大仿真實驗的設置。仿真技術升級。結合國內外先進技術對電氣工程及自動化仿真實驗平臺進行優化，不斷提升信息技術、互聯網技術、自動化技術等應用效果，做好各項技術的運用和整合，形成系統化、科學化仿真平臺。如在ADPSS仿真過程中要對通信技術不斷完善，結合通信接口的設置不斷升級，提升在線聯網交互的準確性和時效性，避免出現由通信不良或通信中斷引起的仿真錯誤，從而全面提升基于ADPSS仿真平臺設計的有效性和合理性。
4結語
基于ADPSS的虛擬仿真平臺對各項仿真技術、VR視覺技術等進行整合，實現了立體化仿真環境的構建，為電氣工程及自動化學生學習營造了良好的環境。在上述仿真操作過程中教師需要做好ADPSS仿真功能的設計，結合硬件設置和軟件設置做好各個版塊之間的關聯，并借助通信技術實現系統中的實時數據傳輸，形成一體化、高效化仿真及通信系統，保證實驗能夠順利開展和實現。
參考文獻
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[2]李乃川,王書瑞,馬安生,呂旅.虛擬現實技術在自動化專業教學中的應用[J].自動化技術與應用,2018,37(03):139-141+150.
[3]劉建高.基于自主學習的仿真教學研究與實踐[D].江西：南昌大學，2011.
作者:陳景斌 單位:廣東辰譽電力科技有限公司