Открытая виртуальная учебная лаборатория исследования электрического привода

  • Лев [Lev] Николаевич [N.] Рассудов [Rassudov]
  • Алина [Alina] Александровна [A.] Корунец [Korunets]
Ключевые слова: инженерное образование, дистанционные образовательные технологии, виртуальные лаборатории, робототехнические системы, диагностика неисправностей, симуляция, облачный сервис, цифровой двойник, промышленное применение, энергосбережение

Аннотация

Неотъемлемая часть обучения будущих инженеров — лабораторные работы. В некоторых случаях проведение полностью очных занятий на реальном оборудовании может быть ограничено, или недостаточно эффективно. Это объясняется трудностями в доступе к оборудованию, его жестко фиксированным функционалом, растущим спросом на дистанционные формы обучения, а также вопросами безопасности. Современные средства информационной техники позволяют в значительной мере решить указанные проблемы за счет внедрения технологий удаленного доступа, виртуальной реальности, цифровых двойников и др.

Представлен пример открытой виртуальной лаборатории, развернутой на сервере. Её ключевая особенность — воспроизведение переходных процессов в реальном времени, благодаря чему у обучающегося создается ощущение работы с настоящим оборудованием. Кроме того, каждому студенту может быть выдан индивидуальный набор виртуального оборудования для изучения, настройки или диагностики, что невозможно было бы организовать в реальной лаборатории. Функционал в значительной степени соответствует реальному оборудованию лаборатории энергосберегающих электроприводов кафедры АЭП НИУ «МЭИ». Новые виртуальные лаборатории зарекомендовали себя не только в качестве эффективного способа проведения занятий в дистанционной форме, но и как дополнительный инструмент повышения качества очного обучения, открывающий новые возможности для исследований — в дополнение к экспериментам на реальных стендах. Работа с виртуальными стендами доступна на безвозмездной основе всем желающим освоить электрический привод, и запускается в браузере при переходе на соответствующую web-страницу.

Сведения об авторах

Лев [Lev] Николаевич [N.] Рассудов [Rassudov]

кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизированного электропривода НИУ «МЭИ», e-mail: RassudovLN@mpei.ru

Алина [Alina] Александровна [A.] Корунец [Korunets]

инженер кафедры автоматизированного электропривода НИУ «МЭИ», e-mail: KorunetsAA@mpei.ru

Литература

1. Открытая виртуальная учебная лаборатория исследования электрического привода [Электрон. ресурс] http://EPLabZ.ru (дата обращения 22.03.2023).
2. Richter T., Boehringer D., Jeschke S. LiLa: a European Project on Networked Experiments // Automation, Communication and Cybernetics in Science and Engineering 2009/2010. N.-Y.: Springer Intern. Publ., 2011.
3. Harward V.J. e. a. The iLab Shared Architecture: a Web Services Infrastructure to Build Communities of Internet Accessible Laboratories // Proc. IEEE. 2008. V. 96. No. 6. Pp. 931—950.
4. Zaman M.A., Neustock L.T., Hesselink L. iLabs as an Online Laboratory Platform: a Case Study at Stanford University During the COVID-19 Pandemic // Proc. IEEE Global Engineering Education Conf. Vienna, 2021. Pp. 1615—1623.
5. Gustavsson I., Zackrisson J., Håkansson L., Claesson L., Lagö T. The VISIR Project — an Open Source Software Initiative for Distributed Online Laboratories // Proc. of Annual Int. Conf. Remote Engineering and Virtual Instrumentation. Porto, 2007. Pp. 1—6.
6. Ortelt T., Terkowsky C. Community Working Group Remote-labore in Deutschland Projekte. Gemeinsamkeiten, Unterschiede. 2020.
7. Montuori L., Alcazar-Ortega M., Vargas-Salgado C., Bastida Molina P. Methodology for the Implementation of E-learning Class During the COVID-19 // Proc. Intern. Conf. Innovation, Documentation and Education. Valencia, 2020.
8. Bezerra J. Feedback of Engineering Students about Remote Classes During Covid-19 Pandemic // Proc. XIV Annual Intern. Conf. Education, Research and Innovation, 2021. Pp. 754—758.
9. Jackowicz S., Sahin I. Online Education during the COVID-19 Pandemic: Issues, Benefits, Challenges, and Strategies. Washington: ISTES Organization, 2021.
10. Argüello E. The Impact of «Going Virtual» on Engineering Education During the COVID-19 Pandemic: a Student-centered Study in Colombia // Intern. J. Engineering Education 2021. V. 37(6). Pp. 1511—1517.
11. Rassudov L., Korunets A. COVID-19 Pandemic Challenges for Engineering Education // Proc. XI Intern. Conf. Electrical Power Drive Systems. St. Petersburg, 2020. Pp. 1—3.
12. Auer M.E. Virtual Lab Versus Remote Lab // Proc. XX World Conf. Open Learning and Distance Education. Dusseldorf, 2001. Pp. 1—9.
13. Moudgalya K.M., Arora I. A Virtual Laboratory for Distance Education // Proc. Intern. Conf. Technology for Education. Mumbai, 2010. Pp. 190—193.
14. Poojary D.S., Noronha S.B. Virtual labs in Engineering Education: Implementation Using Free and Open Source Resources // Proc. IEEE Intern. Conf. Technol. Enhanced Education. Amritapuri, 2012. Pp. 1—4.
15. Mikhaylov N., Chernov D. From Virtual Lab to Virtual Development Lab // IFAC Proc. 2012. V. 45(11). Pp. 177—182.
16. Henker M., Kelber K. Virtualizing Electrical Engineering Teaching Labs [Электрон. ресурс] https://www.mathworks.com/company/newsletters/articles/virtualizing-electrical-engineering-teaching-labs.html (дата обращения 22.03.2023).
17. Rassudov L., Akmurzin E., Korunets A., Osipov D. Engineering Education and Cloud-based Digital Twins for Electric Power Drive System Diagnostics // Proc. 28th Intern. Workshop Electric Drives: Improving Reliability of Electric Drives. Moscow, 2021. Pp. 1—3.
18. Baluta G., Horga V., Lazar C. Implementation of a Virtual Laboratory for Low Power Electrical Drives // Proc. XIII Intern. Power Electronics and Motion Control Conf. Poznan, 2008. Pp. 2043—2048.
19. Vodovozov V., Raud Z., Gevorkov L. Experiences with Remote Labs in Electrical Drive // Proc. 55th Intern. Sci. Conf. Power and Electrical Eng. of Riga Techn. University. Riga, 2014. Pp. 88—93.
20. Троицкий Д.И. Виртуальные лабораторные работы в инженерном // Качество. Инновации. Образование. 2008. № 2(33). С. 67—71.
21. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода. М. Изд-во МЭИ, 2007.
22. Учтех-Профи [Офиц. сайт] https://labstand.ru/ (дата обращения 01.05.2022).
23. Производственное Объединение «Зарница» [Офиц. сайт] https://zarnitza.ru/ (дата обращения 01.05.2022).
24. Компания «Лабораторные Системы» [Офиц. сайт] https://labsys.ru/ (дата обращения 01.05.2022).
25. Rassudov L., Korunets A. Virtual Labs: an Effective Engineering Education Tool for Remote Learning and not Only // Proc. 29th Intern. Workshop Electric Drives: Advances in Power Electronics for Electric Drives. Moscow, 2022. Pp. 1—4.
26. Свид-во о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2022681332 РФ. Виртуальная учебная лаборатория исследования электрического привода / Рассудов Л.Н., Корунец А.А.
---
Для цитирования: Рассудов Л.Н., Корунец А.А. Открытая виртуальная учебная лаборатория исследования электрического привода // Вестник МЭИ. 2024. № 1. С. 21—27. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-1-21-27.
#
1. Otkrytaya Virtual'naya Uchebnaya Laboratoriya Issledovaniya Elektricheskogo Privoda [Elektron. Resurs] http://EPLabZ.ru (Data Obrashcheniya 22.03.2023). (in Russian).
2. Richter T., Boehringer D., Jeschke S. LiLa: a European Project on Networked Experiments. Automation, Communication and Cybernetics in Science and Engineering 2009/2010. N.-Y.: Springer Intern. Publ., 2011.
3. Harward V.J. e. a. The iLab Shared Architecture: a Web Services Infrastructure to Build Communities of Internet Accessible Laboratories. Proc. IEEE. 2008;96;6:931—950.
4. Zaman M.A., Neustock L.T., Hesselink L. iLabs as an Online Laboratory Platform: a Case Study at Stanford University During the COVID-19 Pandemic. Proc. IEEE Global Engineering Education Conf. Vienna, 2021:1615—1623.
5. Gustavsson I., Zackrisson J., Håkansson L., Claesson L., Lagö T. The VISIR Project — an Open Source Software Initiative for Distributed Online Laboratories. Proc. of Annual Int. Conf. Remote Engineering and Virtual Instrumentation. Porto, 2007:1—6.
6. Ortelt T., Terkowsky C. Community Working Group Remote-labore in Deutschland Projekte. Gemeinsamkeiten, Unterschiede. 2020.
7. Montuori L., Alcazar-Ortega M., Vargas-Salgado C., Bastida Molina P. Methodology for the Implementation of E-learning Class During the COVID-19. Proc. Intern. Conf. Innovation, Documentation and Education. Valencia, 2020.
8. Bezerra J. Feedback of Engineering Students about Remote Classes During Covid-19 Pandemic. Proc. XIV Annual Intern. Conf. Education, Research and Innovation, 2021:754—758.
9. Jackowicz S., Sahin I. Online Education during the COVID-19 Pandemic: Issues, Benefits, Challenges, and Strategies. Washington: ISTES Organization, 2021.
10. Argüello E. The Impact of «Going Virtual» on Engineering Education During the COVID-19 Pandemic: a Student-centered Study in Colombia. Intern. J. Engineering Education 2021;37(6):1511—1517.
11. Rassudov L., Korunets A. COVID-19 Pandemic Challenges for Engineering Education. Proc. XI Intern. Conf. Electrical Power Drive Systems. St. Petersburg, 2020:1—3.
12. Auer M.E. Virtual Lab Versus Remote Lab. Proc. XX World Conf. Open Learning and Distance Education. Dusseldorf, 2001:1—9.
13. Moudgalya K.M., Arora I. A Virtual Laboratory for Distance Education. Proc. Intern. Conf. Technology for Education. Mumbai, 2010:190—193.
14. Poojary D.S., Noronha S.B. Virtual labs in Engineering Education: Implementation Using Free and Open Source Resources. Proc. IEEE Intern. Conf. Technol. Enhanced Education. Amritapuri, 2012:1—4.
15. Mikhaylov N., Chernov D. From Virtual Lab to Virtual Development Lab. IFAC Proc. 2012;45(11):177—182.
16. Henker M., Kelber K. Virtualizing Electrical Engineering Teaching Labs [Elektron. Resurs] https://www.mathworks.com/company/newsletters/articles/virtualizing-electrical-engineering-teaching-labs.html (Data Obrashcheniya 22.03.2023).
17. Rassudov L., Akmurzin E., Korunets A., Osipov D. Engineering Education and Cloud-based Digital Twins for Electric Power Drive System Diagnostics. Proc. 28th Intern. Workshop Electric Drives: Improving Reliability of Electric Drives. Moscow, 2021:1—3.
18. Baluta G., Horga V., Lazar C. Implementation of a Virtual Laboratory for Low Power Electrical Drives. Proc. XIII Intern. Power Electronics and Motion Control Conf. Poznan, 2008:2043—2048.
19. Vodovozov V., Raud Z., Gevorkov L. Experiences with Remote Labs in Electrical Drive. Proc. 55th Intern. Sci. Conf. Power and Electrical Eng. of Riga Techn. University. Riga, 2014:88—93.
20. Troitskiy D.I. Virtual'nye Laboratornye Raboty v Inzhenernom. Kachestvo. Innovatsii. Obrazovanie. 2008;2(33):67—71. (in Russian).
21. Il'inskiy N.F. Osnovy Elektroprivoda. M. Izd-vo MEI, 2007. (in Russian).
22. Uchtekh-Profi [Ofits. Sayt] https://labstand.ru/ (Data Obrashcheniya 01.05.2022). (in Russian).
23. Proizvodstvennoe Obedinenie «Zarnitsa» [Ofits. Sayt] https://zarnitza.ru/ (Data Obrashcheniya 01.05.2022). (in Russian).
24. Kompaniya «Laboratornye Sistemy» [Ofits. Sayt] https://labsys.ru/ (Data Obrashcheniya 01.05.2022). (in Russian).
25. Rassudov L., Korunets A. Virtual Labs: an Effective Engineering Education Tool for Remote Learning and not Only. Proc. 29th Intern. Workshop Electric Drives: Advances in Power Electronics for Electric Drives. Moscow, 2022:1—4.
26. Svid-vo o Gos. Registratsii Programmy dlya EVM № 2022681332 RF. Virtual'naya Uchebnaya Laboratoriya Issledovaniya Elektricheskogo Privoda. Rassudov L.N., Korunets A.A. (in Russian)
---
For citation: Rassudov L.N., Korunets A.A. An Open-access Virtual Electric Drive Education Research Laboratory. Bulletin of MPEI. 2024;1:21—27. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-1-21-27
Опубликован
2023-10-18
Раздел
Электротехнические комплексы и системы (технические науки) (2.4.2)