機械基礎虛擬仿真實驗平臺針對機-電-液三個專業方向，相應的實驗教學內容也設置了機構運動及動力學虛擬仿真實驗、機械電子與儀器虛擬仿真實驗和液壓系統虛擬仿真實驗等三個模塊。
（1）機構運動及動力學虛擬仿真實驗模塊
本模塊基于ADAMS、Solidworks/Motion等仿真分析軟件，并結合學生所學的《機械原理》、《機械設計》等課程，解決機構類型設計、尺寸設計、運動與動力學仿真等工程技術問題，通過虛擬設計與實驗，深入了解機械工程人才必須掌握的一些基本知識和技能，對虛擬樣機技術在機構設計中的應用有一個較全面的認識，對機構設計中的一些具體問題能提出解決的方法和途徑。其中，該模塊的鉸鏈四桿機構建模與仿真實驗項目可實現三種類型的鉸鏈四桿機構運動與動力學仿真，讓學生掌握ADAMS、SolidWorks/Motion的鉸鏈四桿建模方法，實現鉸鏈四桿機構運動與動力學分析，掌握四桿機構的分類與特點，了解鉸鏈四桿機構運動特性；汽車減速器設計與仿真實驗項目可實現汽車減速器設的建模與模擬，使學生汽車減速器設建模方法，掌握汽車減速器設工作原理，了解汽車減速器對汽車性能的影響；挖掘機工作裝置動力學仿真實驗項目可實現ADAMS、MATLAB/SIMULINK的ESP系統的數值建模，使學生掌握挖掘機機構的工作原理，了解末端執行機構對挖機性能的影響。
圖1 ADAMS仿真分析流程 圖2 汽車前懸架系統ADAMS仿真
圖3 挖掘機工作裝置Solidworks仿真建模
（2）機械電子與儀器虛擬仿真實驗模塊
考慮到機械電子儀器臺套數有限，難以保證每人都有機會實際操作， 教師可利用虛擬儀器與測試技術實驗、單片機虛擬仿真實驗和控制系統仿真實驗對學生開展虛擬仿真實驗教學， 待學生熟悉設備操作方法后再進行實際操作，有效降低了因誤操作而帶來的儀器設備損耗風險。
l 虛擬儀器與測試技術實驗
本中心擁有基于NI PCI數據采集卡、通用型工業控制計算機以及LabVIEW開發軟件平臺組成的虛擬儀器實驗平臺，結合學生所學的《虛擬儀器技術》、《算法與c程序設計》等專業課程，使學生了解虛擬儀器的構成，掌握LabVIEW基本程序設計以及虛擬儀器系統的設計與程序開發，從而提高學生的編程能力和工程實踐能力
l 單片機虛擬仿真實驗
本中心擁有基于Proteus電子設計自動化軟件與Keil軟件組合構成單片機虛擬仿真實驗平臺，結合學生所學的《測控電路設計》、《單片機原理及應用》、《機械電子學》等課程，使生深入了解單片機硬件組成、硬件電路的設計及相關的軟件編程，提高學生的單片機調試能力與軟件開發能力，進一步提高學生的實踐能力。
l 控制系統仿真實驗
本中心擁有基于美國The MathWorks公司的MATLAB軟件以及SIMULINK仿真模塊構成的控制系統仿真實驗平臺，并結合學生所學的《機械控制工程基礎》專業課，開展控制系統仿真實驗教學，從而提供學生機械工程控制理論知識的運用能力和創新能力。
（3）液壓系統虛擬仿真實驗模塊
為了讓學生對液壓元件、液壓回路工作原理、電液控制技術有更全面的掌握，并能把所學知識能應用到工程車輛液壓系統的設計，中心按照虛擬結合的原則設置了液壓系統虛擬仿真實驗模塊。目前，該模塊已完成了液壓與液力傳動仿真實驗和工程車輛電液控制系統仿真實驗的建設。
l 液壓與液力傳動仿真實驗
本實驗充分利用長沙理工大學建有的國內先進“液壓與液力傳動實驗室”，并結合學生所學的《液壓與液力傳動》等課程，在實驗室擁有AMESim、MATLAB/SIMULINK等大型液壓系統仿真軟件的基礎上，開展液壓與液力傳動仿真教學。通過液壓系統仿真、工作動畫及工作曲線，讓學生深入理解各類液壓元件及經典液壓回路的工作原理。本實驗的開展，能有效提高學生的學習興趣，挖掘學生的創新能力。
圖4 汽車柱塞泵虛擬仿真 圖5 汽車柱塞泵虛擬動畫
l 工程車輛電液控制系統仿真實驗
實驗基于AMESim、MATLAB/SIMULINK等仿真軟件平臺，并結合學生所學的《工程機械電液控制技術》、《工程機械液壓系統分析》等課程，實現工程車輛電液控制系統的，具體包括工程車輛電液比例技術、基于總線的電液控制技術等電液控制系統的仿真演示，通過形象的動畫、視頻、人機交互，讓學生深入了解電液控制系統的結構及工作原理。
圖6 挖掘機電液控制系統虛擬仿真 圖7 電控挖掘機仿真及動畫
附件：