（1）实验方法
本实验针对地铁屏蔽门自动控制实验教学内容受时空和设备限制的特征，以集美学村地铁屏蔽门门机系统为案例，提出“虚拟实物仿真+操作全流程实验+自主设计+学习理论知识”的实验教学理念。在教学过程中，采用情景式、探究式、在线互动式、启发式等相融合的教学方法，各知识点分解到选型设计、机构组装和控制优化等模块中，结合真实场景与真实数据，通过元件选型、装配运行和闭环PID控制参数调节等3个场景的实验操作，观察和分析实验现象，使学生全面理解和掌握机电一体化系统设计的流程和所必须掌握的技能，满足“理解基础知识、掌握基本技能、强化实践训练”的教学目标。
本实验采用了自主设计法、观察法、控制变量法和模型法等实验方法。
自主设计法：在电机功率和转矩设计、减速比选择和同步带参数设计等实验步骤中，学生可以自主选择不同的电机-减速器-同步带组合，并通过自主装配查看预期的运行效果，比较不同元件参数对门机系统开关速度的影响结果。
观察法：学生通过门机系统数学模型了解机电一体化系统建模方法；通过速度曲线规划了解直流电机调速原理；通过观看门机系统组装的动画演示，学习了解地铁屏蔽门工作原理 。
控制变量法：实验过程中各选取电机功率和额定转矩、减速器的减速比、同步带参数等关键变量进行重点选型设计实验，其他参数保持不变或控制为最佳条件。
模型法：在速度曲线规划、开环控制和闭环PID参数调节的实验步骤中，构建了科学的数学模型，如闭环控制中充分考虑了PID参数对开关门速度曲线的影响，学生可通过调节不同的控制参数，以达到最优的动态响应和速度稳态特性。
实验内容主要包括实验简介、选型设计、机构组装、控制优化、实验报告等。
实验简介：通过界面导览学生可以了解与该虚拟仿真实验相关的背景和实验目的，了解实验中的仿真实验场所与实验模块内容。
选型设计：学生事先通过观看门机系统工作原理动画，了解门机系统主要组成元件及工作过程。进而进入元件选型设计环节，通过电机功率和额定转矩确定、减速比确定和同步带重要参数这三个步骤，确定关键元件，并通过从模型库中将元件拖拽的方式放到指定位置，完成门机系统的自主组装。
控制优化：门机系统控制特性受多个因素的影响。因此，本环节通过数学模型、曲线规划、开环控制和闭环控制四个过程逐步了解门机系统的控制过程，并通过闭环PID参数调节的方式获得最优的电机控制特性。在这个模块中，学生按照步骤提示进入下一步提示，完成从数学模型到参数整定的实验环节。
实验报告：该环节会自动记录学生每个实验步骤的得分及保存参数整定过程中的相关数据，通过整理实验报告了解自己的实验结果和成绩。
（2）实验教学过程
本虚拟仿真项目秉着能实不虚、虚实结合和求实创新的原则，结合了数字化、网络化和可视化等现代技术，以集美学村地铁站为原型，建立了其虚拟仿真项目平台，支撑学生综合能力培养，至少满足2个课时的实验教学需求，学生实验操作步骤为14步，实验教学过程为：
1）教师根据屏蔽门门机系统的特点，提示学生在选型设计实验步骤中，注意负载扭矩的合理性；并且提示学生直流电机在闭环PID控制中的主要注意点。
2）教师演示地铁屏蔽门自动控制虚拟仿真实验系统的使用方法，介绍虚拟仿真系统的主要模块与具体内容。
3）教师指导学生掌握实验项目的原理、内容和考核方式。
4）学生自主探究虚拟仿真系统的使用方法和具体功能，主动地、创造性地进行地铁屏蔽门虚拟仿真实验项目的学习、训练与自我考核。
5）虚拟仿真系统会根据学生的操作过程及实验数据，自动计算学生每个步骤的得分，并记录实验数据。
