Mühendislik Eğitimi ve Araştırması için İnteraktif ve Görselleştirilmiş Online Deney Sistemi

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.

Protokolümüz, öğretim, öğrenme ve ayrıca araştırma için çevrimiçi laboratuvarlarda uzaktan ve sanal deneyler gerçekleştirmektedir. Teorik bilgi ve deney pratiği, protokolümüz aracılığıyla öğretme ve öğrenmeyi geliştirmek için birleştirilir. Teori destekli uygulama, web tabanlı algoritma tasarımı, özelleştirilebilir izleme arayüzü ve üç boyutlu sanal ve uzaktan deneme sağlayan birleşik bir çerçeve sağlar.

Zijie Wie ve Shengwang Ye prosedürü göstermeye yardımcı olacak. Wei yüksek lisans, Ye ise doktora derecesine doğru çalışıyor. Başlangıç olarak, genel bir web tarayıcısı açın ve URL www.powersim.whu.edu.cn/react girin.

Denemeyi başlat düğmesine tıklayın ve sisteme giriş yapmak için kullanıcı adı ve şifre olarak W-H-U-T-E-S-T yazın. Whu laboratuvarını sol taraftaki alt laboratuvar listesine girin ve deneme için WHU tipik bağlantılarını seçin, ardından algoritma tasarımı alt arabirimini girin. Yeni model oluştur düğmesine tıklayın ve web tabanlı algoritma arayüzünü girin.

Sağlanan blokları kullanarak bir devre diyagramı oluşturun. Parametreleri ayarlamak için ilgili bloklara çift tıklayın, ardından simülasyon başlat düğmesine tıklayın. Simülasyon sonucu arayüzde sağlanacaktır.

Derlemeyi başlat düğmesine tıklayın ve tasarım bloğu diyagramı yürütülebilir bir denetim algoritmasına oluşturulana kadar bekleyin. Bu denetim algoritması, denetim algoritmalarını uygulamak için görev donanımı tarafında dağıtılan uzaktan kumandaya indirilebilir ve çalıştırılabilir. Devre sisteminin kontrolüne başvurmak için istek kontrol düğmesine tıklayın.

Ardından algoritma tasarımı alt arabirimine dönüş düğmesine tıklayın. Özel algoritma modelleri panelinin altında yürütülebilir denetim algoritmasını bulun. Tasarım kontrol algoritmasını uzaktan kumandaya indirmek için deneme yap düğmesine tıklayın.

Yapılandırma alt arabirimini girin ve bir izleme arabirimi yapılandırmak için yeni monitör oluştur düğmesine tıklayın. Parametre ayarlama için dört metin kutusu ve sinyal izleme için bir eğri grafiği ekleyin. Sinyalleri ve parametreleri seçilen widget'larla bağlayın ve grafiğin x ekseni aralığını 8S olarak ayarlayın.

Denemeyi başlatmak için başlat düğmesine tıklayın. Giriş voltajını sıfır volta ayarlayın ve C kondansatörünü beş mikrofarad'a ayarlayın, ardından giriş voltajını bir volta ayarlayın. NCSLab sistemine giriş yapın ve proses kontrol alt laboratuvarına girin.

Çift tank test teçhizatını seçin ve algoritma tasarımı alt arabirimine girin. Örnekte açıklanan adımları izleyerek orantılı bir integral türevi veya PID kontrol algoritması tasarlayın. PID denetleyicisine çift tıklayın ve orantılı eşittir 1.12, integral eşittir 0.008 ve türev eşittir 6.6.

Ardından simülasyon başlat düğmesine tıklayın. Yapılandırma parametreleri düğmesine tıklayın ve çözücüyü ODE4 olarak ayarlamak için derleme yapılandırma panelini girin. Yürütülebilir denetim algoritmasını oluşturun ve denetim algoritmasını uzaktan kumandaya indirin.

Ayar noktası için dört metin kutusu içeren bir izleme arabirimi yapılandırın, P, I ve D.Su seviyesini ve ilgili ayar noktasını izlemek için bir grafik ekleyin. Grafiğin x ekseni aralığını 200S olarak ayarlayın. Gerçek zamanlı verilerle bağlantılı test makinelerinin tüm açılarını ve su seviyesinin animasyonlarını sağlayabilen bir 3D widget seçin.

Ardından başlat düğmesine tıklayın. Ayarlanan noktayı 10 santimetreden beş santimetreye ayarlayın ve ardından kontrollü tanktaki su seviyesinin yüksekliği beş santimetreye ulaştığında ve dengelendiğinde I'yi 0,1'e eşit olarak ayarlayın. Ayarlanan noktayı beş santimetreden 15 santimetreye sıfırlayın.

I'yi 0,1 ila 0,01 arasında ayarlayın ve ayarlanan noktayı 15 santimetreden 25 santimetreye sıfırlayın. Overshoot ortadan kalkar ve su seviyesi belirlenen nokta değeri olan 20 santimetrede stabilize olur. NCSLab sistemine giriş yapın ve uzak laboratuvar alt laboratuvarında fan hızı kontrolünü seçin.

Algoritma tasarımı alt arabirimini girin ve IMC denetim algoritması diyagramını oluşturmak için blokları sürükleyin. Ardından yürütülebilir denetim algoritmasını oluşturun. Tasarlanan IMC algoritmasını doğrulamak için fan hız kontrol sistemini kullanın.

Bir izleme arabirimi yapılandırın ve ayarlama için ayar noktası ve iniş aracı ile iki metin kutusunu bağlayın. Ardından, izleme için ayarlanan nokta ve hız ile gerçek zamanlı bir grafik bağlayın. Fan ve kamera widget'ının 3B model widget'ını seçin ve gerçek zamanlı denemeyi etkinleştirmek için başlat düğmesine tıklayın.

Ayarlanan noktayı 2.000 RPM'den 1.500 RPM'ye sıfırlayın. Ve son olarak, 1.500 RPM'den 2.500 RPM'ye sıfırlayın. tasarım kontrol algoritması ile ilk sipariş sisteminin gerçek zamanlı deneyi burada gösterilmiştir.

Parametreler ayarlanabilir ve sinyaller sağlanan widget'larla izlenebilir. Temsili görüntüler, integral terimi 0,1'den 0,01'e ayarlayarak çift tank sistemiyle gerçek zamanlı denemeler göstermektedir. Ayarlanan nokta 15 santimetreden 25 santimetreye sıfırlanır.

Burada fazla vuruş ortadan kaldırıldı. Gerçek zamanlı kontrol elde edilebilir ve fan hızı, 3D sanal fan sistemi ile birlikte fan hız kontrolü uzak laboratuvarı kullanılarak izlenebilir. Fiziksel fan sistemi Wuhan Üniversitesi'nde bulunur ve dünya çapındaki kullanıcılara uzaktan laboratuvar hizmetleri sunar.

uzak laboratuvardaki koordineli kontrol performans ajanlarını gösterebilen çok aracılı için koordineli kontrol deneyi de yapılabilir. Bu teknoloji, deneysel ekipmanların çevrimiçi paylaşımını gerçekleştiriyor ve uzaktan ve üç boyutlu sanal kombine laboratuvarların geliştirilmesi için iyi bir gösteri sağlayan deneysel öğretimin gelişimini çeşitlendiriyor.