北京航空航天大學(xué)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化與電氣教學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中心下屬自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)室面向全校開放，承擔(dān)全校自動(dòng)控制原理的本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書所涉及的自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)采用虛擬仿真、半實(shí)物仿真、實(shí)物實(shí)驗(yàn)等多種手段，采用虛實(shí)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。

　　其中半實(shí)物仿真是把數(shù)學(xué)模型、實(shí)體模型和系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)備聯(lián)系在一起進(jìn)行運(yùn)行，組成仿真系統(tǒng)。而在對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，因有實(shí)物介入仿真回路，要求仿真是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，仿真機(jī)必須在與真實(shí)系統(tǒng)同步的條件下，獲取動(dòng)態(tài)的輸入信號(hào)，并實(shí)時(shí)地產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的輸出響應(yīng)。其控制器可以由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，將控制對(duì)象作為實(shí)物直接放置在仿真回路中，構(gòu)造起半實(shí)物仿真系統(tǒng)。自動(dòng)化與電氣教學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中心自行開發(fā)了PCI數(shù)據(jù)采集卡在MATLAB下的驅(qū)動(dòng)程序，可實(shí)現(xiàn)在MATLAB下實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)輸出和采集，該驅(qū)動(dòng)程序是整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的核心。

　　實(shí)物實(shí)驗(yàn)采用絲杠作為對(duì)象，滾珠絲杠是工具機(jī)械和精細(xì)機(jī)械用到最多的傳動(dòng)部件。其主要功用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)等，具有高精度，可逆和高效率特性。因?yàn)槠淠Σ磷枇π?，滾珠絲桿普遍用在多種工業(yè)設(shè)施和精細(xì)儀器，在工業(yè)自動(dòng)化中也起著重要的作用。采用PLC、變頻器等產(chǎn)品，完成對(duì)絲杠系統(tǒng)的建模、仿真、控制等，形成一套相對(duì)綜合并與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品相吻合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

　　虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是近些年新開發(fā)的一套實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。學(xué)生可以通過本地或遠(yuǎn)程的方式進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。以模擬機(jī)、絲杠、橋式吊車、倒立擺等作為對(duì)象，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。這樣可以有效擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的時(shí)間與空間，便于學(xué)生隨時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究。實(shí)驗(yàn)采用自主性和研究性的方法，分為基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容兩種。實(shí)驗(yàn)者可在根據(jù)自身情況選擇實(shí)驗(yàn)方式和方法。自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)以學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)為主，因此要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前應(yīng)完成相關(guān)部分的理論課程學(xué)習(xí)，具備一定的MATLAB基礎(chǔ)，并進(jìn)行提前預(yù)習(xí)。