Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 29, no. 1, January-June 2025.
DOI: 10.46842/ipn.cien.v29n1a09
WebVR Platform for Simulation and Control of Electromechanical Systems in a Virtual Environment
Plataforma WebVR para la simulación y el control de sistemas electromecánicos en un entorno virtual
Recibido 16-04-2025, aceptado 25-06-2025.
Abstract
Electromechanical systems play a crucial role in many modern applications. To exploit them effectively, it is essential to tune their controllers appropriately. This tuning usually involves an iterative process of experimenting with the real system on a physical platform. However, to minimize risks and reduce costs, it is more convenient to use simulations of both the systems and their controllers on virtual platforms. Current virtual platforms allow simulations of varying complexity to be carried out using different technologies. Despite this, they have important limitations such as low accessibility, lack of interactive visualization, scarcity of platforms offering accurate simulations of electromechanical systems with kinematic and dynamic models, and dependence on proprietary software and expensive hardware. In addition, emerging technologies such as WebVR, which could increase accessibility and improve immersion at a reasonable cost, are not taken advantage of. To overcome these barriers, this paper proposes a methodology for the development of virtual platforms of electromechanical systems using WebVR. This methodology allows realistic and real-time simulations, with 3D visualizations, interactivity and parameter configuration. The methodology has been successfully applied in the development of a virtual platform for three fully-actuated electromechanical systems: the simple pendulum, the linear inverted pendulum, and the double pendulum.
Resumen
Los sistemas electromecánicos desempeñan un papel crucial en muchas aplicaciones modernas. Para utilizarlos de manera efectiva, es esencial ajustar correctamente sus controladores. Este ajuste generalmente implica un proceso iterativo de experimentación con el sistema real en una plataforma física. Sin embargo, para minimizar riesgos y reducir costos, es más conveniente utilizar simulaciones tanto de los sistemas como de sus controladores en plataformas virtuales. Las plataformas virtuales actuales permiten realizar simulaciones de diversa complejidad mediante diferentes tecnologías. A pesar de esto, presentan limitaciones significativas, como baja accesibilidad, falta de visualización interactiva, escasez de plataformas que ofrezcan simulaciones precisas de sistemas electromecánicos con modelos cinemáticos y dinámicos, y dependencia de software propietario y hardware costoso. Además, tecnologías emergentes como WebVR, que podrían mejorar la accesibilidad y la inmersión a un costo razonable, no están siendo aprovechadas. Para superar estas barreras, este trabajo propone una metodología para el desarrollo de plataformas virtuales para sistemas electromecánicos utilizando WebVR. Esta metodología permite realizar simulaciones realistas en tiempo real con visualización 3D, interactividad y configuración de parámetros. La metodología se ha aplicado con éxito en el desarrollo de una plataforma virtual para tres sistemas electromecánicos completamente actuados: el péndulo simple, el péndulo lineal invertido y el péndulo doble.
Index terms: virtual platform, WebVR, electromechanical systems, simulation, control.
Palabras clave: plataforma virtual, WebVR, sistemas electromecánicos, simulación, control.
ISO 690 reference:
Cruz Martínez, Michel Alejandro;
Rodríguez Molina, Alejandro;
Hernández Hernández, Gerardo;
Aldape Pérez, Mario;
Villarreal Cervantes, Miguel Gabriel;
Rueda Gutiérrez, Allan Balam,
2025,
WebVR Platform for Simulation and Control of Electromechanical Systems in a Virtual Environment,
Científica, vol. 29, no. 1,
ISSN 2594-2921, e290109,
DOI: 10.46842/ipn.cien.v29n1a09
