汽轮发动机复杂机电设备热态测控虚拟仿真综合实验

“汽轮机系统测控虚拟仿真实验”由西安电子科技大学测控技术与仪器专业建设，以“测量与仪器省级虚拟仿真实验教学中心”、“电子装备省级虚拟仿真实验教学中心”为依托，支持和丰富《传感器原理及应用》、《自动测试技术》课程等实践教学发展，并成功获得了第二批国家级虚拟仿真一流本科课程认定。

汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，是现代火力发电厂的主要设备，也是舰船、冶金工业、化学工业等行业的重要动力装置，其主要参数测试是传感器在机电设备测试中的典型应用。常规工业汽轮机的大型尺寸和高温高压工作环境限制了传统实体实验的开展，制约了实验教学中对学生利用大型机电装备测试及实践的能力培养。

本实验项目在此背景下，将虚拟仿真的汽轮机与虚拟仪器技术相结合，打破专业限制，做到以虚补实，解决传统实验耗时耗财、实验环境苛刻等问题。

本模块按照实验原理，将汽轮机工作的理论模型依次分为：调节级、非调节级、汽室、主调节阀、减速装置5个模型。学生可查学习每一部分对应的内容介绍，并需要按照实验原理搭建相应理论模型。本模块中增加学生搭建错误，相应有提示功能并扣分，主要考察学生对汽轮机工作系统模型的理解。

1.虚拟实验设计依托理论数学模型，增加实时数学模型运算过程，并按照理论模型，模拟汽轮机运行状态及结果。实验过程中，学生根据自己输入的不同参数数值，设计创新实验，并可以随时查看自己模拟出的功率曲线以及转速曲线。

2.实验中设计了汽轮机剖面结构图以及三维透视图，学生利用三维原理剖面动画可以随时学习汽轮机原理及蒸汽气流走向。基于汽轮发动机的测试、控制虚拟仿真综合实验能够把看不见摸不着的设备结构、工作过程、测试及控制环节形象化、可视化，将一些相对抽象、枯燥、难以理解的知识以直观形象的方式呈现出来。

3.整个实验设计过程中，充分考虑了汽轮机系统开放性和包容性。输入输出参数可调，多样化结果模拟。同时将测试信号与虚拟模型结合，通过实际数据驱动虚拟模型运行，实现虚实结合，增强学生对大型复杂设备的认识，增强学生对所学知识的理解、运用和掌握，有效补充和拓展实验教学和理论教学。

本实验项目以新工科项目建设为指引，优化整合实验资源、涉及多学科专业领域的贯通设计，因材施教，虚实结合，以虚补实，提高学生的综合实践能力。以课程建设促进资源共享，以资源共享反哺课程建设，最大程度发挥虚拟仿真实验项目的共享资源价值。