CURSO MULTIMEDIA DE MODELIZACIÓN Y CONTROL DE CONVERTIDORES ESTÁTICOS

Transcripción

1 CURSO MULTIMEDIA DE MODELIZACIÓN Y CONTROL DE CONVERTIDORES ESTÁTICOS Ramon Bargalló Perpiñà, Robert Piqué López Unidad de Electrónica de Potencia y Accionamientos Eléctricos EUETIB. c/urgell, Barcelona Robert.Pique@upc.es; Ramon.Bargallo@upc.es Resumen El presente artículo tiene por objetivo, poner a disposición de la comunidad académica uno de los cursos en formato HTML desarrollados en la Escuela de los autores. El curso presentado, juntamente con otros en fase de desarrollo o ya concluidos, forma parte de un paquete pensado como soporte a la metodología educativa tradicional, dentro de las enseñanzas universitarias de ingeniería electrónica, y enlazado en los contextos de autoaprendizaje y enseñanza no presencial, en el ámbito concreto de la Modelización y Control de Convertidores Estáticos de Energía Eléctrica. Utilizando un documento en formato HTML y secciones en Java, se propone, con el curso presentado, una alternativa para el estudio y la asimilación de conceptos relativos a los temarios de las asignaturas del ámbito de la Electrónica de Potencia, en concreto en el aspecto de Modelización y Control de Convertidores Estáticos, impartidas en el centro docente de los autores, en este caso concreto un curso para la especialidad de Electrónica Industrial. 1.- INTRODUCCIÓN Las nuevas tecnologías de la información han hecho posible que, en nuestros días, sea fácil disponer de un ordenador personal como herramienta habitual. A este auge de las tecnologías de la información ha colaborado de manera destacada la tecnología multimedia [1]. Quizá la característica más remarcable de esta tecnología multimedia sea la denominada hipermedia, definida como una tecnología software que permite almacenar y organizar información multimedia en un formato no secuencial. Esta tecnología, a diferencia de los métodos convencionales (por ejemplo un libro de texto o las explicaciones de un profesor), permite acceder a un punto determinado de la documentación sin pasar por los capítulos precedentes, lo que la dota de una agilidad sin precedentes. Aplicar la tecnología hipermedia en el campo de la enseñanza, tanto presencial como no presencial, puede colaborar a mejorar la calidad de ésta [2]. Las características de hipermedia permiten que el estudiante pueda despertar el interés por aprender [3], con el simple gesto de una pulsación, accederá de un punto a otro del documento, permitiéndose una navegación fácil y cómoda por el mismo.

2 Aparte de ser un soporte complementario a las enseñanzas tradicionales, la tecnología multimedia puede y debe ser introducida en el contexto amplio de la enseñanza no presencial [4], en un contexto de enseñanza dinámica y efectiva potenciadora del trabajo en equipo, el autoaprendizaje y el acceso a la información. 2.- CURSO HTML DE MODELIZACIÓN Y CONTROL DE CONVERTIDORES ESTÁTICOS Presentación. En la realización del curso presentado se ha partido, como principal fuente de información, de gran parte del material disponible tras más de 15 años de experiencia de los autores desde la asignatura de Electrónica Industrial del plan de estudios de 1972 de Ingeniería Técnica Industrial (Electricidad y Electrónica Industrial) y de la experiencia y material de la asignatura Fundamentos de Electrónica del plan reformado de 1995 para la titulación de ITI en Electricidad. La pretensión del mismo no es otra que la de abrir la expansión tecnológica de la multimedia, tanto a nuestros propios estudiantes como a otro personal académico de otros centros docentes, dentro de un programa propio de la EUETIB, iniciado a mediados de 1999, de mejora continua de la calidad docente en el marco global EFQM (European Foundation for Quality Management), que para algunas asignaturas, además, pretende introducir criterios de habilidades ABET (Accreditation Board for Engineering and Technology) [5] como un objetivo estratégico Estructura del curso. La figura 1 muestra la estructura general del curso HTML presentado. MENÚ INICIAL PRESENTACIÓN AYUDA TEMARIO BUSCADOR ENLACES Figura 1.- Estructura general del curso HTML de Modelización y Control de Convertidores Estáticos. Así, antes de desplegar el núcleo central del mismo (Temario) se puede acceder a una descripción somera de su contenido (Presentación), a una ayuda genérica de la forma en que se puede navegar por el mismo (Ayuda), a un buscador de palabras o tópicos entre los incluidos en el curso (Buscador) y

3 a enlaces de interés (Enlaces). La figura 2 muestra, como ejemplo, la página inicial de Ayuda. Figura 2.- Pantalla inicial del marco activo del apartado Ayuda. De hecho, las ventanas operativas se han diseñado en base a tres zonas diferenciadas: Un primer nivel de menús, en la zona izquierda de la ventana, un marco central, denominado operativo o zona de trabajo, que también puede contener, en su parte superior, un acceso a menús para facilitar la navegación, y una zona superior estática con el título. Una barra con control deslizante facilita el movimiento de la zona de trabajo. En la figura 3 se pueden apreciar dichas zonas. Una vez dentro del apartado Temario, se puede acceder a los distintos niveles del mismo a través de la zona de menús, con la finalidad de acceder rápidamente a sus contenidos. En cualquier caso, en la parte superior de la zona de trabajo se representa un nuevo nivel de menús, de forma que se accede a diversas opciones: Posibilidad de realizar una consulta al profesor a través del correo electrónico. Retorno rápido al inicio del temario. Acceso a la estructura del capítulo pera un mejor acceso a sus contenidos. Posibilidad de autoevaluación. Acceso al buscador y a la ayuda general de navegación.

4 ZONA DE TRABAJO Figura 3.- Las distintas zonas de las ventanas del curso. La figura 4 muestra los puntos anteriores en el caso concreto del capítulo dedicado a la introducción al control geométrico de convertidores estáticos. Figura 4.- Aspecto de un apartado del Temario del curso.

5 En cada una de las páginas basadas en marcos se ha procurado mantener una alta calidad en las gráficas y ecuaciones incrustadas, con la finalidad de facilitar tanto la lectura coma la impresión de la misma. Cada subtema del curso, incluye una introducción, para ir progresando a lo largo del mismo. A cada uno de los temas puede accederse de forma secuencial o por saltos, mediante la utilización de los menús adosados. Así, el estudiante puede introducirse en los conceptos necesarios que le deben permitir comprender el funcionamiento de estos sistemas. Además, se ha procurado incluir un número elevado de aplicaciones resueltas, tanto a nivel teórico como a nivel de simulación, con la finalidad de realizar una aportación didáctica que permita el mejor seguimiento de los conceptos expuestos. Podríamos decir que se ha pretendido realizar un curso basado en ejemplos. En estos casos, se muestran tanto los esquemas realizados a partir de los resultados teóricos, adjuntándose gráficas de simulación de las magnitudes de interés con los comentarios aclaratorios pertinentes, para una mejor comprensión del proceso de planteamiento, cálculo e implementación de un determinado esquema de control de convertidores estáticos. En este sentido, las figuras 5, 6 y 7, muestran diversas pantallas de la zona activa de un ejercicio, en el caso concreto de un control en modo de deslizamiento directo, aunque el desarrollo de los ejercicios planteados siempre es el mismo. Así, generalmente se parte de un esquema inicial en bloques (figura 5) complementado con su descripción básica y aspectos de orden práctico. Seguidamente se prosigue el ejercicio con los elementos teóricos que deben ayudar a su resolución concreta, los cuales se han descrito anteriormente a un nivel general. La finalidad de esto es llegar a determinar una implementación concreta del control estudiado. La figura 6 muestra uno de tales esquemas, obtenido después del estudio analítico pertinente. Una vez obtenido el esquema del control diseñado, se somete a simulación para la obtención de conclusiones sobre sus prestaciones (figura 7).

6 Figura 5.- Esquema en bloques de un control de deslizamiento directo. Figura 6.- Implementación de un control concreto (Sliding directo).

7 Figura 7.- Respuesta frente a variaciones bruscas de la carga. 3.- CONCLUSIONES. De hecho, el curso sobre Modelización y Control de Convertidores Estáticos se corresponde con una materia optativa de la titulación de Ingeniería Técnica en Electrónica Industrial, intensificación de Convertidores Estáticos, y fue proyectada en base a unos apuntes escritos, transparencias del curso y este material interactivo. La introducción del curso presentado y la utilización del mismo por parte de nuestros estudiantes, en las partes ya terminadas, se realizó durante los cursos y , a través del soporte de un servidor FTP de material docente en el ámbito de la Electrónica de Potencia. Si bien las conclusiones pueden ser muy subjetivas, apuntaremos que la iniciativa ha recibido una excelente acogida por parte de los estudiantes, recibiéndose a lo largo de los cursos en los que se ha usado (tres cuatrimestres, con un promedio de 20 estudiantes en cada uno de ellos), del orden de unas entradas efectivas al servidor, con unos impactos en dichos recursos, un centenar de consultas puntuales de los estudiantes sobre aspectos concretos y un incremento del rendimiento académico (porcentaje de aprobados) superior al 20% en comparación a los cursos anteriores sin este soporte. Desde la óptica de los autores, las perspectivas de utilización de soporte docente de esta naturaleza son excelentes.

8 4.- DISPONIBILIDAD. Los interesados en disponer del curso en formato HTML, los apuntes del mismo o las transparencias de soporte (todo ello en catalán), o el acceso al servidor FTP de recursos en Electrónica de Potencia, pueden contactar con los autores a la dirección electrónica de alguno de los mismos. REFERENCIAS [1] Fibiger, Bo. The Semiotics of Multimedia. An Introduction to Multimedia Production. Proyecto financiado por el Programa Leonardo de la Unión Europea entre 1997 y Para más datos contactar con la URL [2] Adell, Jordi. Tendencias en educación en la sociedad de las tecnologías de la información. Conferencias de autor. Curso de verano. Universitat de les Illes Balears, [3] Cabero, J. Nuevas tecnologías, comunicación y educación. EDUTEC. Revista Electrónica de Tecnología Educativa, Nr 1. Febrero de (URL: [4] Wilson, J M y Jennings, W C. Studio Courses: How Information Technology Is Changing the Way We Teach, On Campus and Off. Proceedings of the IEEE, Vol. 88, No. 1, pàg. 72 a 79. Enero de [5] URL del sistema de acreditación ABET de los Estados Unidos de América. [6] Piqué, R., Garcia, J. Et al. Curso Multimedia en Formato HTML para el Estudio de Filtros Activos. SAAEI 00, Actas del Congreso. Terrassa, [7] R Piqué, R. Bargalló et al. Curso Multimedia en Formato HTML de Electrónica Digital. SAAEI 01, Actas del Congreso en CDROM. Matanzas (Cuba), 2001.