Moku:Go讓物理實驗教學變得簡單易懂——時域和頻域的應用

控制系統(tǒng)的概念是跨工程學科的基礎。數(shù)學知識適用于機械、電氣、化學和計算領域。為專業(yè)的學生提供大量真實的學習案例，是很有挑戰(zhàn)性的。學生不僅要從Z中學到S，還要把這些知識與物理行為聯(lián)系起來。

Moku：Go整套儀器可以在控制系統(tǒng)中實現(xiàn)完整的實驗室程序。PID控制器儀表提供了簡單的時域和頻域配置，提供了程序的核心?？梢杂萌我獠ㄐ伟l(fā)生器和數(shù)據(jù)記錄儀在時域完成系統(tǒng)辨識，也可以用頻率響應分析儀在頻域完成操作。簡單而強大的API集成了MATLAB和Python開發(fā)系統(tǒng)，將現(xiàn)實世界分別與系統(tǒng)識別工具箱和SIPPY聯(lián)系起來，并提供了仿真和實踐之間的無縫鏈接。

實驗室理論-系統(tǒng)辨識與建模

學生可以用白/灰/黑三種顏色外殼的Moku：Go設備，同時可以用MATLAB或開源工具，進行系統(tǒng)建模，開啟他們的實驗旅程?？梢酝ㄟ^I/O或狀態(tài)空間模型來補充完整的電氣模擬，這樣就降低系統(tǒng)識別的復雜性，從而增強了學生對實驗的理解。

真實的系統(tǒng)可以在時域里用波形發(fā)生器和數(shù)據(jù)記錄器進行表征，也可以在頻域里用頻率響應分析儀來表征。將模型進行非理想化的特征定義分析與實際數(shù)據(jù)進行比較，將模擬數(shù)據(jù)近于真實發(fā)生的事情。

控制、調(diào)整和優(yōu)化

隨著真實系統(tǒng)的建立，控制器可以在仿真中進行設計和表征。我們可以評估設計標準和快速更新參數(shù)。在真實系統(tǒng)中設定點軌跡，可以從Moku:Go的數(shù)據(jù)記錄器中導入，并用于引導系統(tǒng)，使其與現(xiàn)實聯(lián)系在一起。

PID實現(xiàn)和啟發(fā)

通過模擬數(shù)學模型來設計PID控制參數(shù)，然后再將參數(shù)回歸到實際控制中。學生很快就會了解到模型再實際應用中不可替代，這是因為通過PID控制器內(nèi)置的示波器監(jiān)視器和測量功能能夠將預期的結果通過量化的方法真實的顯示出來。

閉環(huán)表征和精細的控制參數(shù)都可以在時域或頻域中進行實驗，允許學生以一種適合他們的方式建立數(shù)學模型，更深層的去感覺實驗中的細節(jié)。