Введение

Все электронные коммуникации и обилие информации, которая находится в открытом доступе для любого развитого человека и о которой даже не могли мечтать наши предшественники, являются важным звеном в эволюции человечества. Сейчас использование новых компьютерных технологий практически во всех сферах жизни человека просто обязывает применять их и к учебному процессу. И это уже не завтрашний день, ведь уже прямо сейчас они являются, чуть ли не самым важным звеном в обучении будущих квалифицированных специалистов, способных мыслить современно и обладающих самыми передовыми знаниями.

Сейчас реальная авиационная техника и авиационные приборы имеют высокую стоимость, что требует больших дополнительных затрат финансов и времени на замену расходных материалов, ремонт и настройку. Кроме того, многое имеющееся оборудование попросту морально устарело и не может отвечать требованиям современной науки. Темпы развития технологий показывают, что лаборатории и лабораторные стенды нуждаются в практически непрерывном усовершенствовании, что также связанно с определенными финансовыми вложениями. Таким образом, сейчас остро стоит вопрос о поиске свежих новаторских технологических решений. И одним из таких решений стала разработка новых виртуальных методов проведения практических лабораторных занятий по многим учебным дисциплинам, в том числе и по таким как «Электрические машины» и «Авиационные электрические машины».

Использование виртуального моделирования позволяет сохранить всю образовательную важность и эффективность лабораторных исследований в полном объёме, и при этом мы имеем возможность полностью отказаться от использования аналоговых физических приборов, электрических машин и аппаратов.

В чём преимущества виртуальных стендов перед их аналоговыми образцами? Во-первых, эти лабораторные работы можно проводить в тех же компьютерных классах, в которых проводятся занятия по другим дисциплинам, что означает значительную экономию денежных средств на закупку нового дорогостоящего оборудования. Кроме того, виртуальные лабораторные работы преподаватель может демонстрировать непосредственно в ходе проведения лекций, используя единственную ЭВМ с проектором или монитором, обращенным к аудитории. Во-вторых, при выполнении таких лабораторных работ студенты могут использовать более тонкую настройку и регулировку стендов, что способствует глубокому и полнейшему пониманию сути выполняемых лабораторных занятий. Как преподаватель, так и студенты, имеют возможность задавать собственные входные параметры виртуальных приборов и машин, вводя характеристики практически любого существующего электротехнического оборудования. Все потери времени, связанные с ожиданием выхода оборудования в рабочий режим, в случае с виртуальными моделями минимизированы за счёт использования компьютерных процессов, в которых все математические расчеты, соответствующие реальным процессам, выполняются в разы быстрее. Работа в виртуальной среде способствует плавному переходу от тренировки памяти, которая связана с процессом обучения, к процессам, которые развивают творческое мышление и связаны с практической составляющей обучения. В-третьих, можно проводить оперативное обновление лабораторных работ без значительных затрат времени, денежных и человеческих ресурсов, т.к. обновляется лишь одна копия виртуальной установки и копируется на все остальные компьютеры. В-четвёртых, виртуальные стенды не требуют специальных лабораторных помещений, соответствующих определенным характеристикам по требованиям техники безопасности. Существующие компьютерные классы, полностью подходят для проведения виртуальных исследований. В-пятых, современные ЭВМ имеют намного более продолжительные сроки работы, нежели многие физические приборы. Такие занятия отличаются от работы с реальными стендами гораздо большей безопасностью процессов.

Кроме достоинств существуют и некоторые недостатки, одним из них является высокая стоимость лицензионного программного обеспечения, с помощью которого осуществляется моделирование. И хотя лицензия на использование программы приобретается лишь однажды, позволяя затем без ограничений использовать её на всех машинах учебного заведения, пренебрегать этим моментом не стоит, т.к. использование нелицензионного программного обеспечения противоречит существующему законодательству. Конечно, существует возможность разработки собственного программного обеспечения, но в этом совершенно нет никакой необходимости, т.к. можно создавать виртуальные стенды в уже существующих средах моделирования специально выпущенных именно для таких нужд. В этих лабораторных работах будет использоваться программа MatLab 6.5, в которой все реальные лабораторные процессы будут моделироваться с помощью специально разработанных математических аналогов электрических приборов, машин и аппаратов.