Sistema de levitación magnética: un laboratorio virtual en “easy java simulation”

SISTEMA DE LEVITACIÓN MAGNÉTICA: UN LABORATORIO VIRTUAL EN “EASY JAVA SIMULATION”
C. Martín, S. Dormido, R. Pastor, J. Sánchez ETS Ing. Informática, Universidad Nacional de Educación a Distancia. Juan del Rosal, 16. Madrid-28040. E-mail: [carla, sdormido, rpastor, jsanchez]@dia.uned.es F. Esquembre Departamento de Matemáticas, Universidad de Murcia. Campus de Espinardo, E 30071, Murcia, Spain.E-mail: fem@um.es

Resumen
Este trabajo trata del uso de simulaciones de computador interactivas y de entornos de animación en un laboratorio virtual que ilustra aplicaciones del mundo real de principios fundamentales del control. El objetivo del trabajo se puede resumir como sigue: a) Proporcionar a los estudiantes con una introducción motivadora a la práctica de los principios del controlautomático. Mostrar utilizando un ejemplo práctico relevante –el levitador magnético- las posibilidades y limitaciones del control. c) Integrar principios básicos y habilidades prácticas para resolver problemas de interés. d) Promover en los estudiantes una actitud activa utilizando el mecanismo del aprendizaje basado en casos mediante la exposición de problemas de carácter abierto. Palabras Clave:Educación en control, Interactividad, Simulación basada en Web, Laboratorio virtual, Levitador magnético.

enseñar muy bien en las clases teóricas. Sin embargo dado el carácter aplicado de la disciplina los laboratorios son absolutamente indispensables para comprender muchas de las sutilezas que esconde el estudio de los sistemas dinámicos. Con el avance espectacular que se ha producido en loscomputadores y en el software, es ahora posible proporcionar a los estudiantes un conjunto de nuevas herramientas dirigidas a la educación en control. Estas son herramientas de tipo interactivo que se posicionan a mitad de camino entre los prácticas ordinarias en el laboratorio y el uso convencional de los computadores. La idea es tener disponible en la pantalla de un computador, una representacióncon múltiples vistas de un sistema y de alguno de sus atributos. Los objetos se pueden manipular directamente y lo que es aún más importante la relación entre ellos se mantienen durante dicha manipulación. Estas herramientas se pueden utilizar para mostrar conceptos, para proporcionar nuevas perspectivas de un problema y para ilustrar cuestiones de análisis y diseño. A estas herramientas lasdenominamos sistemas o laboratorios virtuales interactivos [1]. Actualmente uno de los problemas prácticos en la educación del control es la falta de dinero y espacio para experimentos. Por ello hay muchos trabajos en laboratorios virtuales (basados en simulaciones) y remotos (plantas reales) a través de Internet. Además este desarrollo es especialmente importante en la enseñanza a distancia delcontrol, donde es más difícil que los alumnos realicen prácticas presenciales [9]. Las simulaciones en computador en un contexto educativo significan en muchos casos construir modelos o modelar fenómenos del mundo real con el fin de ayudar a los estudiantes a mejorar su comprensión de la conducta de sistemas complejos. La posibilidad de interaccionar con estas simulaciones puede facilitar la comprensiónde un

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INTRODUCCIÓN

La educación en control debe considerar múltiples aspectos. En primer lugar hay que proporcionar a los estudiantes un conjunto de conceptos fundamentales que podríamos llamar “principios del control” tales como: sistemas dinámicos, estabilidad, realimentación y compensación dinámica. Es conveniente que en este aprendizaje se incluya una comprensión de la conducta delos sistemas realimentados que puede llegar a ser bastante compleja. También resulta deseable que aprendan un conjunto de técnicas de análisis, diseño y algo acerca de la implementación de los sistemas desde un punto de vista práctico [7]. Tomando todo ello en su conjunto se tiene un amplio abanico de objetivos que hacen que la educación en control no sea en absoluto una cuestión trivial. Muchas...