(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211020852.8 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 焦子欢 地址 046000 山西省长治市城区延安中路 505号4号楼3单元202户 (72)发明人 焦子欢　闫敬丹　田忠昊　何通宇　 潘华菲　伍雯婕　 (74)专利代理 机构 北京八月瓜知识产权代理有 限公司 1 1543 专利代理师 秦莹 (51)Int.Cl. G09B 9/00(2006.01) G09B 5/08(2006.01) G06F 9/451(2018.01) (54)发明名称 时空开放式自动控制基础理论实验教学系 统 (57)摘要 本说明书实施例提供了一种时空开放式自 动控制基础理论实验教学系统， 包括： 云平台， 用 于获取模拟操作界面， 向GA6模块发送模拟开关 控制信号， 并从特定服务器中获取低阶传递函数 模型输出信号； GA 6模块， 用于与低阶传递函数模 型中的STM32单片机 连接， 向S TM32单片机发送模 拟开关控制信号， 并接收STM32单片机发送 的低 阶传递函数模型输出信号， 存储在特定服务器 中； 低阶传递函数模型， 用于通过S TM32单片机对 模拟开关控制信号进行相应的操作， 实现不同传 递函数的模拟， 获得低阶传递函数模型输出信 号， 并经过信号处理后接入STM32单片机的AD转 换模块， 通过S TM32单片机与GA 6模块实现串口通 信， 将经过ADC采样的低阶传递函数模型输出信 号发送到GA6模块。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 115359695 A 2022.11.18 CN 115359695 A 1.一种时空开 放式自动控制基础理论实验教学系统， 其特 征在于， 包括： 云平台， 用于进行可视化界面设计， 获取模拟操作界面， 通过所述模拟操作界面向GA6 模块发送模拟开关控制信号， 并从特定服务器中获取低阶传递函数模型输出信号即实验结 果； GA6模块， 用于与特定服务器建立通信， 通过串口通信与低阶传递函数模型中的STM32 单片机连接， 向所述STM32单片机发送模拟开关控制信号， 并接收所述STM32单片机发送的 低阶传递 函数模型输出信号， 存 储在所述特定服 务器中； 低阶传递函数模型， 与实际的实验设备连接， 用于通过STM32单片机对模拟开关控制信 号进行相应的操作， 实现不同传递函数的模拟， 获得低阶传递函数模 型输出信号， 并经过信 号处理后接入STM32单片机的AD转换模块， 通过STM32单片机与GA6模块实现串口通信， 将经 过ADC采样的低阶传递 函数模型输出信号发送到所述GA6模块。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述云平台进一 步用于： 通过所述模拟操作界面， 根据所述实验结果实时进行数据分析， 并通过用matlab进行 实验数据的实时曲线显示和对比。 3.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述模拟操作界面具体展示有： 有低级运 放单元、 每个运放单元左侧设置的四个开关即CD4066开关的四个输入、 当前的实验电路图、 对应控制信号的当前环 节。 4.根据权利 要求1所述的系统， 其特征在于， 所述低阶传递函数模型具体包括： STM32单 片机、 与所述STM32单片机连接的信号处理单元、 与所述STM32单片机及所述信号处理单元 连接的运 放单元、 与所述 运放单元连接的信号发生单 元。 5.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述STM32单片机具体用于： 进行串口配 置： 进行串口和GPIO时钟使能， 执行串口复位， 进行GPIO端口模式设置， 进行串口参数初始 化， 开启中断并初始化 NVIC， 使能串口， 编写中断处 理函数。 6.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述STM 32单片机具体用于： 进行各功能函数的初始化， 判断是否接收到串口数据， 如果接收到串口数据， 则判断是 否到达CD4066控制端， 如果到达CD4066控制端， 则将接收到的串口数据发送给GA6模块， 并 设置CD4066控制端的电平高低； 如果没有达到CD4066控制端， 则判断是否发送电压数据， 如 果判断发送电压数据， 则将AD C采集到的电压数据发送到 GA6模块， 延时第一预定时间后， 判 断是否达到循环次数， 如果未达到， 则重复将AD C采集到的电压数据发送到 GA6模块， 直到满 足循环次数， 返回执行判断是否接收到串口数据的步骤， 如果达到循环次数， 则直接 返回执 行判断是否接收到串口数据的步骤， 如果判断没有接收到串口数据， 延时第二预定时间后， 返回执行判断是否 接收到串口数据的步骤。 7.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述STM32单片机具体用于： 进行ADC配置： 开启GPIO口时钟和ADC时钟， 设置ADC的端口为模拟输入， 复位ADC， 同时设置ADC分频因子， 初始化AD C参数， 设置ADC的工作模式以及规则序列的相关信息， 使能ADC并校准， 读取ADC的 值。 8.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述云平台进一 步用于： 通过模拟操作界面设置最长实验时间， 在用户的实验时间超过所述最长实验时间时， 自动进入空闲状态； 通过用户点击完成按钮获取用户中止实验或完成实验的指令； 向正在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115359695 A 2排队的用户显示所有设备的使用时间以及前 方排队人 数。 9.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述云平台进一 步用于： 通过模拟 操作界面向用户反馈实验错 误指令。 10.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述系统进一 步包括： 摄像头， 用于传递实验设备的实际工作的视频信息， 并发送到所述云平台进行显示； 声音传感器， 用于传递实验设备实际工作的声 音信息， 并发送到所述云平台进行播 放。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115359695 A 3