Method Article

Mühendislik Eğitimi ve Araştırması için İnteraktif ve Görselleştirilmiş Online Deney Sistemi

DOI:

10.3791/63342

⸱

November 24th, 2021

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Artificial Intelligence and Automation, Wuhan University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, teorilerin, kavramların ve formüllerin görselleştirilmesi, deneysel sürecin üç boyutlu (3-B) sanal test donanımlarıyla görselleştirilmesi ve grafikler ve kameralar gibi widget'lar kullanılarak kontrol ve izleme sisteminin görselleştirilmesi de dahil olmak üzere görselleştirilmiş deneyler sağlayan çevrimiçi bir deney sistemini açıklar.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mühendislik eğitiminde deneyler çok önemlidir. Bu çalışma, öğretim ve öğrenme ve aynı zamanda araştırma için çevrimiçi laboratuvarlarda görselleştirilmiş deneyleri araştırmaktadır. Teori destekli algoritma uygulaması, web tabanlı algoritma tasarımı, özelleştirilebilir izleme arayüzü ve üç boyutlu (3-B) sanal test donanımları dahil olmak üzere etkileşimli ve görselleştirme özellikleri tartışılmaktadır. Önerilen laboratuvarların özelliklerini ve işlevlerini göstermek için, elektrik elemanları ile devre tabanlı bir sistem kullanılarak birinci sınıf sistem keşfi, sanal ve uzaktan denemeler için web tabanlı kontrol algoritması tasarımı dahil olmak üzere üç örnek verilmiştir. Kullanıcı tarafından tasarlanan kontrol algoritmaları kullanılarak, yalnızca simülasyonlar gerçekleştirilemez, aynı zamanda tasarlanan kontrol algoritmaları yürütülebilir kontrol algoritmalarına derlendikten sonra gerçek zamanlı deneyler de yapılabilir. Önerilen çevrimiçi laboratuvar ayrıca, kullanıcıların metin kutusu, grafik, 3-B ve kamera widget'ı gibi sağlanan widget'ları kullanarak kullanıcı arayüzlerini özelleştirebilecekleri özelleştirilebilir bir izleme arayüzü sağlar. Öğretmenler sistemi sınıfta çevrimiçi gösterim için, öğrenciler sınıf sonrası deneyler için ve araştırmacılar kontrol stratejilerini doğrulamak için kullanabilir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Laboratuvarlar araştırma ve eğitim için hayati altyapıdır. Konvansiyonel laboratuvarlar, örneğin uygun olmayan satın almalar ve bakım maliyeti, güvenlik konuları ve koronavirüs hastalığı 2019 (COVID-19) pandemisi gibi krizler gibi farklı nedenlerle mevcut olmadığında ve/veya erişilebilir olmadığında, çevrimiçi laboratuvarlar alternatifler sunabilir1,2,3. Geleneksel laboratuvarlar gibi, çevrimiçi laboratuvarlarda etkileşimli özellikler4 ve özelleştirilebilir deneyler5 gibi önemli ilerlemeler sağlanmıştır. COVID-19 salgını öncesin....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmada, Ağlı Kontrol Sistemi Laboratuvarı (NCSLab https://www.powersim.whu.edu.cn/react) aracılığıyla erişilebilen öğretim ve öğrenme ve araştırmayı geliştirmek için üç ayrı görselleştirilmiş örnek verilmiştir.

1. Örnek 1: Devre tabanlı deneme protokolü kullanan birinci sınıf sistem

  1. NCSLab sistemine erişin.
    1. Genel bir web tarayıcısı açın ve URL https://www.powersim.whu.edu.cn/react girin.
    2. Sisteme giriş yapmak için ana sayfanın sol tarafındaki Denemeyi Başlat düğmesine tıklayın. Kullanıcı adı: whutest; şifre: whutest.
      NOT: Bu adım diğer iki örnek için de uygundur ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Önerilen laboratuvar sistemi, Wuhan Üniversitesi'nde Otomasyon, Güç ve Enerji Mühendisliği, Makine Mühendisliği ve Henan Tarım Üniversitesi6 gibi diğer üniversiteler gibi birkaç farklı öğrencide kullanılmıştır.

Öğretmenlere/öğrencilere/araştırmacılara, farklı sanal ve/veya fiziksel test donanımlarını kullanarak sistemi keşfetmeleri, kontrol algoritmalarını tanımlamaları ve izleme arayüzlerini özelleştirmeleri için büyük esneklik sağlanır; böylece, farklı seviyelerdeki k.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sunulan protokol, uzaktan deneme için fiziksel test makinelerini ve sanal deneme için 3-B sanal test makinelerini entegre eden hibrit bir çevrimiçi laboratuvar sistemini tanımlamaktadır. Algoritma tasarım süreci için devre tabanlı tasarım için elektrik elemanları gibi birkaç farklı blok kütüphanesi sağlanmaktadır. Kontrol geçmişinden kullanıcılar programlama becerileri olmadan öğrenmeye odaklanabilir. Uygun bir test donanımına uygulanabilecek bir kontrol algoritmasının uygun tasarımı düşünülmelidir. Kontrol edilen test d.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Grant 62103308, Grant 62173255, Grant 62073247 ve Grant 61773144 altında Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı tarafından desteklendi.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Fan hızı kontrol sistemi//Ekibimiz tarafından yapılmıştır
https://www.powersim.whu.edu.cn/reactEkibimiz tarafından yapılmıştır

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. De Jong, T., Linn, M. C., Zacharia, Z. C. Physical and virtual laboratories in science and engineering education. Science. 340 (6130), 305-308 (2013).
  2. Galan, D., et al. Safe experimentation in optical levitation of charged droplets usi....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Online LaboratoryVisualized ExperimentationRemote ExperimentationWeb Based Algorithm DesignControl Algorithm ImplementationCustomizable Monitoring InterfaceThree Dimensional Virtual LabReal Time ExperimentationPID Control AlgorithmEngineering Education

Related Articles