Summary
Este trabalho descreve um sistema de experimentação on-line que fornece experimentos visualizados, incluindo a visualização de teorias, conceitos e fórmulas, visualizando o processo experimental com plataformas de teste virtuais tridimensionais (3D) e visualizando o sistema de controle e monitoramento usando widgets como gráficos e câmeras.
Abstract
A experimentação é crucial na educação em engenharia. Este trabalho explora experimentos visualizados em laboratórios online para ensino e aprendizagem e também pesquisas. Recursos interativos e visualizadores, incluindo implementação de algoritmos guiados pela teoria, design de algoritmo baseado na Web, interface de monitoramento personalizável e plataformas de teste virtuais tridimensionais (3D) são discutidos. Para ilustrar as características e funcionalidades dos laboratórios propostos, três exemplos, incluindo a exploração do sistema de primeira ordem usando um sistema baseado em circuito com elementos elétricos, design de algoritmo de controle baseado na Web para experimentação virtual e remota, são fornecidos. Usando algoritmos de controle projetados pelo usuário, não só as simulações podem ser conduzidas, mas também experimentos em tempo real também podem ser conduzidos uma vez que os algoritmos de controle projetados tenham sido compilados em algoritmos de controle executáveis. O laboratório on-line proposto também fornece uma interface de monitoramento personalizável, com a qual os usuários podem personalizar sua interface de usuário usando widgets fornecidos, como a caixa de texto, gráfico, 3D e widget da câmera. Os professores podem usar o sistema para demonstração online em sala de aula, alunos para experimentação pós-aula e pesquisadores para verificar estratégias de controle.
Introduction
Laboratórios são infraestrutura vital para pesquisa e educação. Quando os laboratórios convencionais não estão disponíveis e/ou acessíveis devido a diferentes causas, por exemplo, compras inacessíveis e custo de manutenção, considerações de segurança e crises como a pandemia da doença coronavírus 2019 (COVID-19), laboratórios online podem oferecer alternativas1,2,3. Assim como os laboratórios convencionais, progressos significativos, como recursos interativos4 e experimentos personalizáveis5, foram alcançados nos laboratórios online. Antes e durante a pandemia COVID-19, laboratórios online estão fornecendo serviços experimentais para usuários em todo o mundo6,7.
Entre os laboratórios online, laboratórios remotos podem fornecer aos usuários uma experiência semelhante a experimentos práticos com o suporte de plataformas de teste físico e câmeras8. Com o avanço da Internet, comunicação, computação gráfica e tecnologias de renderização, os laboratórios virtuais também oferecem alternativas aos laboratórios convencionais1. A eficácia dos laboratórios remotos e virtuais para apoiar a pesquisa e a educação foi validada na literatura relacionada1,9,10.
Fornecer experimentos visualizados é crucial para laboratórios online, e a visualização em experimentação online tornou-se uma tendência. Diferentes técnicas de visualização são alcançadas em laboratórios online, por exemplo, gráficos de curvas, plataformas de teste bidimensionais (2D) e plataformas de teste tridimensionais (3D)11. Na educação de controle, inúmeras teorias, conceitos e fórmulas são obscuras para compreender; assim, experimentos visualizados são vitais para melhorar o ensino, a aprendizagem dos alunos e a pesquisa. A visualização envolvida pode ser concluída nas três categorias seguintes: (1) Visualizar teorias, conceitos e fórmulas com design e implementação de algoritmos baseados na Web, com as quais a simulação e a experimentação podem ser conduzidas; (2) Visualizar o processo experimental com plataformas de teste virtuais 3D; (3) Visualizar o controle e o monitoramento usando widgets como um gráfico e um widget de câmera.
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Protocol
Neste trabalho, são fornecidos três exemplos visualizados separados para aprimorar o ensino e a aprendizagem e a pesquisa, que podem ser acessados através do Laboratório do Sistema de Controle em Rede (NCSLab https://www.powersim.whu.edu.cn/react).
1. Exemplo 1: Sistema de primeira ordem usando protocolo de experimentação baseado em circuito
- Acesse o sistema NCSLab.
- Abra um navegador da Web e insira o url https://www.powersim.whu.edu.cn/react.
- Clique no botão Iniciar experimento no lado esquerdo da página principal para fazer login no sistema. Nome do usuário: whutest; senha: whutest.
NOTA: Esta etapa também se adequa a outros dois exemplos (Exemplo 2 e Exemplo 3). - Digite o WHULab na lista de sub-laboratórios do lado esquerdo e escolha WHUtypicalLinks para experimentação.
NOTA: Seis sub-interfaces são projetadas e implementadas para diferentes propósitos para suportar simulação e experimentação em tempo real. - Digite a sub-interface algorithm Design .
NOTA: O usuário pode escolher um modelo de algoritmo público projetado e compartilhado por outros usuários autorizados ou criar um novo modelo. - Escolha e clique no botão Criar novo modelo e digite a interface de algoritmo baseada na Web. Construa um diagrama de circuito usando os blocos fornecidos, conforme mostrado na Figura 1.
NOTA: Outro amplificador operacional (op-amp) (Op-Amp2 na Figura 1) é usado para cancelar o turno de fase de 180°. Para garantir que a entrada, os resistores e o capacitor sejam incapazes, um capacitor variável e dois resistores variáveis na biblioteca ELECTRIC ELEMENTS e quatro blocos constantes da biblioteca SOURCES são selecionados do painel da biblioteca do bloco esquerdo. - Clique duas vezes nos blocos correspondentes para definir parâmetros listados na Tabela 1. Defina a faixa do eixo X do gráfico para 8 s.
NOTA: Uma janela pop-up será acionada após um clique duplo no bloco, que inclui as descrições do bloco e pode ser usada para definir o parâmetro. Um exemplo do Resistor (R3) é ilustrado na Figura 1. - Clique no botão Simulação iniciar ; o resultado da simulação será fornecido na interface, conforme incluído na Figura 1.
NOTA: Esta etapa também se adequa aos dois outros exemplos com outras plataformas de teste. Os resultados da simulação podem fornecer informações para que os usuários verifiquem novamente o sistema baseado em circuito projetado para evitar um circuito errado. No entanto, um circuito defeituoso não causará danos aos usuários ou ao sistema, de modo que os usuários não têm que se preocupar com as consequências. - Clique no botão Iniciar compilação . Aguarde até que o diagrama de bloco projetado seja gerado em um algoritmo de controle executável que pode ser baixado e executado no controlador remoto implantado no lado da plataforma de teste para implementar algoritmos de controle.
NOTA: Esta etapa também se adequa aos seguintes experimentos com outras plataformas de teste. - Realize experimentos em tempo real usando o algoritmo de controle gerado. Clique no botão Procurar controle para solicitar o controle do sistema de circuito.
NOTA: "Controle de solicitação" é o mecanismo de agendamento do sistema. Uma vez que um usuário recebe o privilégio de controle, o usuário pode realizar experimentos com a plataforma de teste correspondente. Apenas um usuário pode ocupar a plataforma de teste por vez para plataformas de teste físico, e o mecanismo de agendamento de filas foi implementado para agendar outros usuários potenciais com base na regra First Come First Served11. Para plataformas de teste virtuais, um grande número de usuários pode ser suportado simultaneamente. 500 experimentações simultâneas de usuários foram testadas efetivamente. Para o sistema baseado em circuitos, 50 usuários podem acessar o sistema por vez. - Clique no botão Retornar à sub-interface do Design do Algoritmo . Encontre o algoritmo de controle executável sob o painel Private Algorithm Models .
NOTA: O algoritmo de controle executável também pode ser encontrado no painel My Algorithm na sub-interface do Algoritmo de Controle . - Clique no botão Realizar um experimento para baixar o algoritmo de controle projetado para um controlador remoto.
- Digite a subcosação configuração e clique no botão Criar novo monitor para configurar uma interface de monitoramento, como mostrado na Figura 2. Quatro caixas de texto para ajuste de parâmetros e um gráfico de curva para monitoramento de sinais estão incluídos.
NOTA: O gráfico à direita na Figura 2 é o mesmo gráfico da esquerda, que foi adicionado para demonstrar os dados usando o botão Suspender . - Vincule os sinais e parâmetros com os widgets selecionados.
NOTA: Parâmetro/ Entrada, Parâmetro/ R0, Parâmetro/R1 e Parâmetro/C para quatro caixas de texto, respectivamente, e Parâmetro/ Entrada e Sinal/ Saída para o gráfico de curvas. - Clique no botão Iniciar para iniciar o experimento.
NOTA: Esta etapa também se adequa aos seguintes experimentos com outras plataformas de teste. Os usuários podem salvar a configuração para uso futuro. - Ajuste a tensão de entrada em 0 V, ajuste o capacitor C a 5 μF (0,000005 na Figura 2) e, em seguida, ajuste a tensão de entrada para 1 V; o processo dinâmico da tensão de saída é ilustrado na Figura 2.
- Calcule os parâmetros correspondentes K e T.
NOTA: A constante de tempo pode ser calculada quando a saída atinge 63,2% do valor final K após t = T, que é 0,63212. A partir da Figura 2, pode-se ver que a duração do tempo é de 1 s, assim, T = 1, o que é consistente com a teoria em que, T = R1C = 200000 * 0,000005 = 1, e K = R1/R0 = 200000 / 200000 = 1 (que equivale ao valor final)12. Assim, o sistema de primeira ordem pode ser especificado como:
.
.2. Exemplo 2: Protocolo de experimentação virtual interativo e visualizado
- Use o sistema NCSLab para realizar simulação e experimentação em tempo real.
- Faça login no sistema NCSLab. Digite o sub-laboratório ProcessControl e escolha a plataforma de teste dualTank e, em seguida, digite a sub-interface algorithm Design .
- Projete um algoritmo de controle de derivação integral proporcional (PID) usando a interface web fornecida pelo NCSLab seguindo as etapas descritas no Exemplo 1. Figura 3 é um exemplo de algoritmo para o sistema de tanque duplo.
- Clique duas vezes no controlador PID e sintonize os parâmetros para os termos Proporcional (P), Integral (I) e Derivativo (D). Conjunto P = 1,12, I = 0,008 e D = 6,6, respectivamente.
NOTA: Os termos P, I e D devem ser ajustados combinados com o resultado da simulação. - Clique no botão Simulação iniciar ; o resultado da simulação aparecerá, que está incluído no lado direito da Figura 3.
NOTA: Pode-se ver que o desempenho do controle é bom, e o algoritmo de controle está pronto para experimentação em tempo real. - Gere o algoritmo de controle executável seguindo as etapas mencionadas anteriormente.
- Baixe o algoritmo de controle para o controlador remoto e configure uma interface de monitoramento com quatro caixas de texto para Set_point, P, I e D, respectivamente.
- Inclua um gráfico para monitorar o nível da água e os Set_point correspondentes. Escolha um widget 3D, que pode fornecer todos os ângulos das plataformas de teste e animações do nível da água conectadas com os dados em tempo real.
- Clique no botão Iniciar ; em seguida, a interface de monitoramento será ativada como mostrado na Figura 4, que fornece um experimento virtual visualizado.
- Ajuste o Set_point de 10 cm a 5 cm, e depois ajuste I = 0,1 quando a altura do nível de água no tanque controlado alcançar e estabilizar a 5 cm. Redefinir o ponto de set de 5 cm para 15 cm; pode ser visto a partir da Figura 4 que há uma superação.
- Sintonize I de 0,1 a 0,01 e reinicie o ponto de ajuste de 15 cm para 25 cm. Pode-se ver que a superação foi eliminada, e o nível da água pode estabilizar rapidamente no valor de ponto de configuração de 25 cm.
3. Exemplo 3: Pesquisa com protocolo de laboratórios remotos e virtuais
- Realize um experimento em tempo real no NCSLab.
- Entre no sistema NCSLab e escolha o Controle de Velocidade do Ventilador no sub-laboratório do Laboratório Remoto.
- Digite a sub-interface algorithm Design . Arraste os blocos para construir o diagrama do algoritmo de controle do modelo interno (IMC), como mostrado na Figura 5.
NOTA: O F(s) e o Gm(s)-1 são projetados como mostrado na Figura 5, na qual o algoritmo de controle projetado usando o NCSLab é ilustrado para controlar um sistema de controle de velocidade do ventilador em um modo de laboratório remoto e virtual. - Gere o algoritmo de controle executável e empregue o sistema de controle de velocidade do ventilador para verificar o algoritmo IMC projetado.
- Configure uma interface de monitoramento. Vincule duas caixas de texto com dois parâmetros: o Set_point e lambda (para λ que é a constante de tempo do filtro) para ajuste, e um gráfico em tempo real com o Set_point e velocidade para monitoramento. Selecione o widget modelo 3D do ventilador e o widget da câmera para monitoramento.
- Clique no botão Iniciar para ativar a experimentação em tempo real. Redefinir o Set_point de 2.000 rpm para 1.500 rpm, e depois redefini-lo de 1.500 rpm para 2.500 rpm, resultado do qual é mostrado na Figura 6.
NOTA: Pode-se concluir que quando λ = 1 o sistema pode ser estabilizado a uma referência de etapa.
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Representative Results
O sistema de laboratório proposto tem sido usado em vários discípulos diferentes na Universidade de Wuhan, como a Engenharia de Automação, Energia e Energia, Engenharia Mecânica e outras universidades, como a Henan Agricultural University6.
Professores/alunos/pesquisadores recebem grande flexibilidade para explorar o sistema usando diferentes plataformas de teste virtuais e/ou físicos, definir seus algoritmos de controle e personalizar sua interface de monitoramento; assim, usuários de diferentes níveis podem se beneficiar do sistema proposto. Os experimentos visualizados fornecidos pela abordagem proposta podem potencialmente melhorar a compreensão de teorias, conceitos e fórmulas.
O sistema proposto pode ser usado para diferentes tipos de design de algoritmos (Figura 1 e Figura 3 são dois exemplos) e multi-propósitos como ensino, aprendizagem e pesquisa (três protocolos podem ser considerados como três exemplos de aplicação). O sistema de primeira ordem é um exemplo de que o sistema pode ser aplicado à análise típica do sistema usando diagramas baseados em circuitos.
As figuras 3 e a Figura 5 demonstram que o laboratório on-line proposto pode projetar algoritmos de controle simples e complexos usando os blocos projetados, verificados através de simulação e experimentação em tempo real com plataformas de teste virtual e físico 3D, respectivamente, como mostrado na Figura 4 e Figura 6.
Os três exemplos demonstram que o laboratório interativo e visualizado proposto pode alcançar a seguinte visualização como acima mencionado. (1) Teoria, fórmulas e diagramas esquemáticos podem ser visualizados através do design e implementação de algoritmos baseados na Web, com os quais a simulação e a experimentação podem ser conduzidas. (2) Com o suporte das plataformas de teste virtuais 3D, processos experimentais podem ser visualizados na ausência de plataformas de teste físico e câmeras implantadas no local da plataforma de teste. Em laboratórios remotos, a integração de plataformas de teste 3D também pode beneficiar os usuários, permitindo que os usuários visualizem os detalhes das plataformas de teste de diferentes ângulos. A combinação de plataformas de teste virtuais 3D com plataformas de teste físicos no lado remoto pode potencialmente melhorar a experiência do usuário. (3) Usando widgets desenvolvidos, como um gráfico, um widget de câmera e uma caixa de texto, o monitoramento e o controle durante o processo experimental podem ser visualizados.
Figura 1: Construção do sistema de primeira ordem com blocos da biblioteca ELECTRIC ELEMENTS no NCSLab. O usuário pode arrastar qualquer bloco do painel da biblioteca do bloco esquerdo e construir um sistema ligando corretamente os blocos selecionados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Experiência em tempo real do sistema de primeira ordem com o algoritmo de controle projetado. Os parâmetros são incapazes, e os sinais podem ser monitorados com os widgets fornecidos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Projeto e implementação do algoritmo de controle PID baseado na Web para o sistema dual tank. O resultado da simulação está incluído, o que mostra que o nível de água do segundo tanque pode ser controlado até o valor de ponto de configuração de 10 cm. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Experimentação em tempo real com o sistema de tanque duplo. Após ajustar o termo integral de 0,1 a 0,01, o ponto de ajuste é redefinido de 15 cm para 25 cm. Pode-se ver que a superação foi eliminada. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Controle IMC do sistema de controle de velocidade do ventilador. O modelo inverso do modelo de ventilador identificado é uma função de transferência inadequada (para uma função de transferência adequada, a ordem do numerador da função de transferência deve ser menor ou igual à ordem do denominador), que é construída com blocos gerais baseados no modelo identificado. Para ativar um filtro sem capacidade, o filtro também é construído com blocos. A lambda na figura representa a recíproca do λ na Equação 6 e pode ser ajustada facilmente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: Controle em tempo real e monitoramento da velocidade do ventilador usando o laboratório remoto de controle de velocidade do ventilador combinado com um sistema de ventilador virtual 3D. O sistema de ventiladores físicos está localizado na Universidade de Wuhan e fornece serviços de laboratório remotos para usuários em todo o mundo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7: Diagrama esquemático do sistema de primeira ordem. O projeto e implementação do circuito de primeira ordem no NCSLab são baseados neste diagrama. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 8: Sistema de tanque duplo virtual 3D no NCSLab. O objetivo do controle é controlar o nível de água no segundo tanque até o valor do ponto de configuração. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 9: O esquema da arquitetura interna de controle de modelos. Gm(s) é o modelo da planta real G(s), Gm(s)-1 é o modelo inverso de Gm(s), F(s) e é o filtro. Os F(s), Gm(s)-1 e Gm(s) constituem o controlador IMC. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Parâmetro | Valor |
| R0 | 200 kΩ |
| R1 | 200 kΩ |
| C | 1 μF |
| R2 | 200 kΩ |
| R3 | 200 kΩ |
| Entrada | 1 V |
Tabela 1: Configurações de parâmetros para o sistema de circuito de primeira ordem. R2 e R3 são usados para cancelar o turno de fase combinado com o op-amp.
Figura suplementar 1: Simulação de interface de aviso quando um usuário falha em aterrar um circuito. O resultado avisará os usuários, o que pode ajudá-los a verificar novamente o circuito projetado. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Figura suplementar 2: Interface de aviso de compilação quando um usuário falha em aterrar um circuito. O resultado avisará os usuários, o que pode ajudá-los a verificar novamente o circuito projetado. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Figura suplementar 3: Resultado da simulação quando um usuário inverte a polaridade do capacitor. Um capacitor regular em vez do capacitor variável foi selecionado para ilustrar este exemplo. Nenhuma mensagem de aviso é mostrada, e o resultado é semelhante à Figura Suplementar 4. Clique aqui para baixar este Arquivo.
Figura suplementar 4: Resultado da simulação quando a polaridade do capacitor está correta. Um capacitor regular em vez do capacitor variável foi selecionado para ilustrar este exemplo. O resultado da simulação aparecerá para ajudar os usuários a verificar o circuito. Clique aqui para baixar este Arquivo.
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Discussion
O protocolo apresentado descreve um sistema de laboratório online híbrido que integra plataformas de teste físico para experimentação remota e plataformas de teste virtuais 3D para experimentação virtual. Várias bibliotecas de blocos diferentes são fornecidas para o processo de design de algoritmos, como os elementos elétricos para o design baseado em circuitos. Usuários de origens de controle podem se concentrar em aprender sem habilidades de programação. O design adequado de um algoritmo de controle que pode ser aplicado a uma plataforma de teste adequada deve ser considerado. Também é desafiador projetar um controlador para garantir um bom desempenho de controle (considerando o índice de desempenho de controle, incluindo superação, tempo de liquidação e erro constante) antes de aplicá-lo à plataforma de teste controlada. Antes de compilar um algoritmo de controle que pode ser usado para experimentação em tempo real, a simulação deve ser realizada para resolver possíveis problemas. Algoritmos de controle podem ser aplicados a outras plataformas de teste diferentes usando o sistema uma vez que eles são integrados ao sistema proposto.
Os conhecimentos de fundo e teóricos sobre os três exemplos são os seguintes.
Para o sistema de primeira ordem, o princípio do sistema de primeira ordem pode ser analisado usando a teoria do circuito com o circuito fornecido na Figura 7. De acordo com a teoria do circuito12, as duas equações a seguir podem ser obtidas. A partir da visão lateral de entrada do op-amp, a corrente é
(1)
A partir da visão lateral de saída do op-amp, a Equação 2 pode ser obtida
(2)
onde 
está a impedância do circuito paralelo RC.
Combinando a Equação 1 e 2, a função de transferência do sistema pode ser calculada como
(3)
em que o sinal de menos (-) indica uma mudança de fase de 180° da tensão de saída, o que é negligenciado na análise nas etapas seguintes.
Denotar K = R1/R0, T = R1C e, em seguida, a função de transferência do sistema pode ser representada como
(4)
Para o sistema de tanque duplo, o sistema projetado de reservatório de água 3D é ilustrado na Figura 8. O design e a implementação de uma versão anterior usando o Flash foram explorados no trabalho de W. Hu et al. em 201413. O objetivo de controle desta plataforma de teste é controlar o nível da água no segundo tanque até o valor do ponto de partida. Um controlador PID foi usado para controlar o tanque duplo. Teoricamente, o PID pode ser expresso como14
(5)
onde Kp, Ki, Kd são os coeficientes para termos P, I e D, respectivamente.
O IMC é simples de sintonizar com um bom desempenho de rastreamento de set-point e tem sido amplamente usado para controlar aplicativos da vida real15. A arquitetura de controle do IMC é mostrada na Figura 9, na qual G(s) é a planta real e Gm(s) é o modelo da planta. Gm(s) geralmente é obtido através da identificação do sistema. Gm(s)-1 é o modelo inverso de Gm(s), e F(s) é o filtro. R(s), Y(s) e E(s) são a referência, saída e erro, respectivamente. Os F(s), Gm(s)-1 e Gm(s) constituem o controlador IMC. Um filtro padrão padrão padrão F(s)16 é usado neste trabalho como Equação 6
, (6)
onde λ é a constante de tempo do filtro, e o pedido n é selecionado para garantir um compensador IMC adequado ou semi-adequado (F(s)*Gm(s)-1).
O algoritmo de controle IMC foi projetado e aplicado para controlar o sistema físico de velocidade do ventilador através de cálculo, análise e design adequado. Neste trabalho, G(s) representa um sistema de controle de velocidade físico do ventilador, cujo modelo Gm(s) é identificado como um sistema de segunda ordem
. (7)
A ordem n do filtro F(s) está definida para 1. Para efeitos de ajuste, a lambda na Figura 5 representa a recíproca do λ na Equação 6 e pode ser facilmente sintonizada. O filtro está definido para ser o seguinte
. (8)
O design de algoritmo baseado na Web permite que os usuários em um nível avançado projetem algoritmos mais complexos com o suporte da função S. No entanto, estratégias de controle mais avançadas para pesquisa e educação, como estratégias de controle para sistemas multi-agentes ou estratégias de controle em rede com restrições de tempo, estão em estudo para melhorar ainda mais o sistema laboratorial proposto.
O sistema baseado em circuito é baseado em simulação. Uma das vantagens da simulação é que os usuários podem realizar suas operações livremente. Eles não têm que se preocupar com as consequências, uma vez que sua má operação não causará nenhum dano a si mesmos e ao sistema e plataformas de teste, especialmente em um sistema de experimentação on-line.
Depois que um sistema baseado em circuito é projetado, o usuário deve executar uma simulação. Para alguns casos, como não conseguir aterrar o circuito, os resultados de simulação e compilação alertarão os usuários, o que pode ajudá-los a rechemar o circuito projetado (Figura Suplementar 1 e Figura Suplementar 2). Para outros casos, por exemplo, invertendo a polaridade do capacitor (Figura Suplementar 3), nenhuma mensagem de aviso será mostrada quando um usuário tentar realizar uma simulação ou compilação, resultado do qual é semelhante ao de um circuito correto, como mostrado na Figura Suplementar 4.
Atualmente, a principal limitação do sistema de experimentação on-line é que ele pode ser usado principalmente para usuários com um fundo de controle. O sistema baseado em circuito só pode ser usado para simulação sem configurações de hardware. Para cobrir diversos campos de engenharia, o hardware para sistemas de circuitos que podem ser aplicados à engenharia elétrica e eletrônica pode ser integrado. Mais plataformas de teste para outras áreas também devem ser consideradas.
Em comparação com o MATLAB/Simulink, não é necessário um MATLAB/Simulink autônomo para cada usuário usando a metodologia proposta. Além disso, a experimentação em tempo real com plataformas de teste virtuais 3D e plataformas de teste físico é mais do que pura simulação no laboratório proposto. Em comparação com o laboratório remoto baseado em MATLAB/Simulink apresentado por I. Santana et al.9, o laboratório proposto pode ser usado para projetar controladores e todo o sistema de controle com o sistema baseado em circuito, plataformas de teste virtual 3D e física. O ambiente de experimentação (EE) oferece métodos práticos de design de controlador com design visual baseado em Blockly para experimentos simples e um design textual baseado em JavaScript para experimentos complexos5. Considerando que os alunos estão mais familiarizados com o MATLAB/Simulink, uma interface de design de algoritmo baseada em bloco semelhante ao MATLAB/Simulink pode ser uma boa opção para projetar o sistema de controle.
O sistema proposto pode ser utilizado para ensino, aprendizagem e pesquisa para professores, alunos e pesquisadores. Atualmente, o sistema tem sido usado principalmente em disciplinas relacionadas à engenharia de controle. O sistema pode potencialmente ser aplicado à engenharia elétrica e eletrônica, eletrônica industrial e controle industrial.
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Disclosures
Os autores não têm nada a revelar.
Acknowledgments
Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciência Natural da China sob Grant 62103308, Grant 62173255, Grant 62073247 e Grant 61773144.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Fan speed control system | / | / | Made by our team |
| https://www.powersim.whu.edu.cn/react | Made by our team |
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