实验简介：磁悬浮实验是自动化等相关专业的必修综合性实验，实际中实验电路连接和调试较复杂，耗时长。该实验目的是使学生掌握非线性系统的线性化、掌握校正环节的设计与实现，使系统稳定性增强。采用虚拟实验的方式既可以作为学生提前预习的内容，让学生熟悉实际系统和连线，还能使学生掌握调试技巧。该虚拟实验按照真实实验箱中的控制和驱动电路设计，磁悬浮架、电磁铁、硅光电池、平行光源等也遵从实际设备的外形和位置，学生可以进行硬件连线、参数调整和实验现象观察，从而了解磁悬浮小球控制系统的原理、基本组成和特性，为独自设计和实现校正环节打下基础。本虚拟实验系统包括虚拟电路和虚拟磁悬浮架两部分。

实验功能： 系统界面如图1所示：

图1  磁悬浮小球虚拟实验界面

系统可通过鼠标在虚拟电路中进行连线操作，连线完成后点击打开电源按钮，虚拟系统判断连线是否正确，若正确则根据实际参数状态显示不同的动画，比如系统稳定时的悬浮状态、不稳定时的振动状态以及掉落和吸附状态，这些动画都是结合实际调试经验给出的。通过鼠标可调节可变电阻的阻值，从而改变校正环节的参数，相应的小球展现出不同状态的动画。

       实验效果： 虚拟实验的电路及设备都与实际相仿，学生通过实验可以提前熟悉系统原理、组成和连线；通过参数调节观察小球处于不同状态的动画可以增加调试经验。实际中因为磁悬浮小球控制系统是一个不稳定系统，即时加入和校正环节但如果参数选取不合理，小球仍很难处于悬浮状态，因此实际调试花费时间很长。通过虚拟实验掌握基本的调试经验能够大大提高实际实验时间。