Alle ingeniørstudentene ved Høgskolen i Telemark har bærbare PC-er. Simulatorene sørger førsteamanuensis Finn Haugen for selv - helt gratis for studentene.
Han har utviklet et helt simulatorbibliotek, KYBSIM, for bruk i undervisning innen dynamiske systemer og reguleringsteknikk.
Dette skaper en helt ny læringsarena fordi skolen også har trådløst nettverk. - Vi er ikke lenger henvist til datasalen for denne type undervisning, men kan bruke vanlige klasserom. Jeg har god erfaring med å kjøre simuleringer på storskjerm som en del av forelesningene, hvor studentene kjører simulatorene samtidig på egne PC-er, sier Haugen.
Kombinert med lærebøker
Haugen har en liten baktanke med å stille gratis simulatorverktøy til rådighet for sine elever. De benyttes nemlig sammen med hans egne lærebøker. Rundt 15 titler er det blitt siden begynnelsen på 90-tallet, og han har flere i ermet, også innen andre emner enn kybernetikk.
- Selv om simulatorene er en forlengelse av lærebøkene mine, kan de også benyttes uavhengig av bøkene, sier Haugen. Han legger imidlertid ikke skjul på at kombinasjonen fungerer utmerket.
- Jeg har hatt stor nytte av simulatorene, og tilbakemeldingen fra studenter og andre lærere har vært positive, sier Haugen.
Han har fått økonomisk støtte av Norsk faglitterær forfatter - og oversetterforening til bokprosjekter som inkluderer simulatorer.
- Jeg legger derfor med glede disse simulatorene ut på nettet til fri avbenyttelse.
Selv om KYBSIM i utgangspunktet er utviklet for ingeniør- og sivilingeniørstudenter, kan de fleste simulatorene også brukes av automatikere og elever i videregående skole ved å utelate de mest teoretiske oppgavene knyttet til den aktuelle simulatoren.
- Jeg har selv basert mange praktisk rettede industrikurs i reguleringsteknikk på KYBSIM, og vi har da i begrenset grad gått inn på teori.
Praktisk arbeid viktig
Haugen presiserer at simulatorverktøyene ikke skal erstatte praktisk arbeid på laben.
- Best læring fås gjennom praktisk arbeid og eksperimentering. Jeg er stadig mer opptatt av å tilrettelegge for praktiske studentoppgaver og ekskursjoner til bedrifter. Men simulatorer er et utmerket alternativ når vi av ressursmessige grunner ikke kan få tilrettelagt for slike aktiviteter i den grad vi ønsker, som med store klasser og ved nettbasert fjernundervisning, sier Haugen.
Dessuten kan en simulator gi innsikt i fenomener som det kan være nærmest umulig å få demonstrert i praksis. Som virkningen av reguleringssløyfens ytelse av å endre den fysiske utformingen av den regulerte prosessen,eller konsekvensene av å endre et tverrsnitt i en regulert tank eller endre egenskapene for et prosessmåleinstrument.
På spørsmål om det ikke er meningen at studentene skal lære å lage simulatorer selv, i for eksempel Matlab/Simulink eller LabView, og ikke bare få dem servert i fanget, svarer Haugen:
- Jo, de skal lære å lage simulatorer selv også - det er viktig. Det er likevel nyttig å kjøre ferdiglagde simulatorer. Du må ikke nødvendigvis bygge en motor for å ha utbytte av å kjøre eksperimenter på motoren.
Sanser og sensorer
Nøkkelen til kybernetikken er prinsippet om tilbakekopling eller feedback fra systemets faktiske tilstand. Det innebærer at systemet styres på basis av informasjon om systemets målte tilstand.
- Prøv selv å balansere en stav i vertikal posisjon med fingeren - først med lukkede øyne og deretter med åpne øyne. Da skjønner du hvor utrolig effektivt og viktig feedback er i en styringsoppgave, sier Haugen.
Kroppen styres optimalt gjennom feedback fra sansene. En fabrikk styres optimalt gjennom feedback fra hundrevis, kanskje tusenvis av sensorer for trykk, nivå, temperatur, osv. Et kvalitetssikringssystem styrer kvaliteten gjennom målinger eller evalueringer av prosessens resultater. Autopiloter for båter og fly styrer disse på basis av feedback fra målt posisjon. Det er mange oppgaver for en kybernetiker, sier Haugen.
