엔지니어링 교육 및 연구를 위한 대화형 시각화 된 온라인 실험 시스템

우리의 프로토콜은 교육, 학습 및 연구를위한 온라인 실험실에서 원격 및 가상 실험을 실현합니다. 이론적 지식과 실험 연습은 우리의 프로토콜을 통해 교육과 학습을 향상시키기 위해 결합된다. 이론 유도 구현, 웹 기반 알고리즘 설계, 사용자 지정 가능한 모니터링 인터페이스 및 3차원 가상 및 원격 실험을 가능하게 하는 통합 프레임워크를 제공합니다.

지지위와 선광예는 그 절차를 시연하는 데 도움이 될 것이다. 웨이는 석사 학위를 향해 노력하고 있으며, Ye는 박사 학위를 향해 노력하고 있습니다. 시작하려면 주류 웹 브라우저를 열고 URL www.powersim.whu.edu.cn/react 입력합니다.

시작 실험 버튼을 클릭하고 W-H-U-T-E-S-T를 사용자 이름과 암호로 작성하여 시스템에 로그인합니다. 왼쪽 하위 실험실 목록에 WHU 랩을 입력하고 실험에 대한 WHU 일반적인 링크를 선택한 다음 알고리즘 설계 하위 인터페이스를 입력합니다. 새 모델 만들기 단추를 클릭하고 웹 기반 알고리즘 인터페이스를 입력합니다.

제공된 블록을 사용하여 회로 다이어그램을 빌드합니다. 해당 블록을 두 번 클릭하여 매개 변수를 설정한 다음 시작 시뮬레이션 버튼을 클릭합니다. 시뮬레이션 결과는 인터페이스에 제공됩니다.

시작 컴파일 버튼을 클릭하고 설계 블록 다이어그램이 실행 가능한 제어 알고리즘으로 생성될 때까지 기다립니다. 이 제어 알고리즘은 제어 알고리즘을 구현하기 위해 작업 리그 측에 배포된 원격 컨트롤러에 다운로드하여 실행할 수 있습니다. 회로 시스템의 제어를 신청하려면 요청 제어 버튼을 클릭합니다.

그런 다음 알고리즘 설계 하위 인터페이스에 반환 버튼을 클릭합니다. 개인 알고리즘 모델 패널에서 실행 가능한 제어 알고리즘을 찾습니다. 리모컨에 설계 제어 알고리즘을 다운로드하려면 실험 버튼을 클릭합니다.

구성 하위 인터페이스를 입력하고 새 모니터 만들기 버튼을 클릭하여 모니터링 인터페이스를 구성합니다. 매개 변수 튜닝을 위한 텍스트 상자 4개와 신호 모니터링을 위한 커브 차트 1개를 포함합니다. 신호 및 매개 변수를 선택한 위젯과 연결하고 차트의 x축 범위를 8S로 설정합니다.

시작 버튼을 클릭하여 실험을 시작합니다. 입력 전압을 0볼트로 설정하고 커패시터 C를 5개의 마이크로패라드로 조정한 다음 입력 전압을 하나의 볼트로 설정합니다. NCSLab 시스템에 로그인하고 공정 제어 하위 실험실을 입력합니다.

이중 탱크 테스트 리그를 선택하고 알고리즘 설계 하위 인터페이스를 입력합니다. 예를 설명한 단계에 따라 비례 적분 유도체 또는 PID 제어 알고리즘을 설계합니다. PID 컨트롤러를 두 번 클릭하고 비례가 1.12와 같으며, 일체형은 0.008이고 파생상품은 6.6입니다.

그런 다음 시작 시뮬레이션 버튼을 클릭합니다. 구성 매개 변수 버튼을 클릭하고 컴파일 구성 패널을 입력하여 솔버를 ODE4로 설정합니다. 실행 가능한 제어 알고리즘을 생성하고 제어 알고리즘을 원격 컨트롤러에 다운로드합니다.

설정점, P, I 및 D.에 대한 4개의 텍스트 상자로 모니터링 인터페이스를 구성하여 수위 및 해당 설정점을 모니터링하기 위한 차트를 포함합니다. 차트의 x축 범위를 200S로 설정합니다. 실시간 데이터와 연결된 수위 애니메이션의 모든 각도와 테스트 리그의 모든 각도를 제공할 수 있는 3D 위젯을 선택합니다.

그런 다음 시작 버튼을 클릭합니다. 세트점을 10cm에서 5센티미터로 설정한 다음 제어 탱크의 수위 높이가 5센티미터로 안정될 때 0.1과 동일하게 설정합니다. 세트 점을 5cm에서 15cm로 재설정합니다.

I를 0.1에서 0.01로 조정하고 세트 포인트를 15cm에서 25cm로 재설정합니다. 오버슈트가 제거되고 수위가 20cm의 설정점 값에서 안정화됩니다. NCSLab 시스템에 로그인하고 원격 실험실 하위 실험실에서 팬 속도 제어를 선택합니다.

알고리즘 설계 하위 인터페이스를 입력하고 블록을 드래그하여 IMC 제어 알고리즘 다이어그램을 생성합니다. 그런 다음 실행 가능한 제어 알고리즘을 생성합니다. 팬 속도 제어 시스템을 사용하여 설계된 IMC 알고리즘을 확인합니다.

모니터링 인터페이스를 구성하고 튜닝을 위해 설정점 및 착륙선이 있는 두 개의 텍스트 상자를 연결합니다. 그런 다음 실시간 차트를 모니터링을 위한 세트 점 및 속도와 연결합니다. 팬과 카메라 위젯의 3D 모델 위젯을 선택하고 시작 버튼을 클릭하여 실시간 실험을 활성화합니다.

세트 점을 2, 000 RPM에서 1, 500 RPM으로 재설정합니다. 그리고 마지막으로 1, 500 RPM에서 2, 500 RPM으로 재설정합니다. 설계 제어 알고리즘을 가진 첫 번째 주문 시스템의 실시간 실험이 여기에 나와 있다.

매개 변수는 튜닝가능하며 제공된 위젯으로 신호를 모니터링할 수 있습니다. 대표적인 이미지는 0.1에서 0.01까지의 일체형을 조정한 후 듀얼 탱크 시스템을 통한 실시간 실험을 보여줍니다. 세트점은 15cm에서 25cm로 재설정됩니다.

오버슈트는 여기에서 제거되었습니다. 3D 가상 팬 시스템과 결합된 팬 스피드 컨트롤 리모컨 을 사용하여 팬 속도를 실시간으로 제어할 수 있으며 팬 속도를 모니터링할 수 있습니다. 물리적 팬 시스템은 우한 대학에 위치하고 전 세계 사용자에게 원격 실험실 서비스를 제공합니다.

다중 에이전트에 대한 조정된 제어 실험도 수행할 수 있으며, 이는 원격 실험실에서 조정된 제어 성능 에이전트를 입증할 수 있습니다. 이 기술은 실험 장비의 온라인 공유를 실현하고 원격 및 3차원 가상 복합 실험실의 개발을위한 좋은 데모를 제공하는 실험 교육의 개발을 다양화합니다.