А.Г. Лесков, А.В. Яскевич, В.В. Илларионов, С.Д. Морошкин, И.Е. Чернышев
2
ния, выполнялась на полунатурных [1] или математических [2–4]
стендах реального времени. Последние обеспечивают наиболее кор-
ректное воспроизведение динамических свойств механической си-
стемы в декартовом пространстве, максимальную гибкость и мини-
мальные затраты в процессе отработки. Средства математического
моделирования [5] манипулятора ERA, доставляемого на МКС в со-
ставе многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ), в настоящее
время не позволяют воспроизводить контактное взаимодействие сты-
ковочных интерфейсов.
Целью данной работы является создание математического стенда
для отработки управления манипулятором ERA на контактной фазе
операций причаливания, а также для тренировки операторов.
Структура математического стенда для отработки управле-
ния манипулятором ERA.
Оператор манипулятора ERA использует
стандартный бортовой Laptop МКС, программное обеспечение кото-
рого реализует графический интерфейс внутреннего пульта управле-
ния (IMMI). При причаливании относительное положение соединяе-
мых объектов и стыковочных устройств отображается на трех ви-
деомониторах, сигналы на которые подаются с прицельной и
обзорной телекамер.
Силы контактного взаимодействия стыковочных устройств (СтУ)
оказывают влияние на движение всей механической системы. Поэто-
му математический стенд для отработки управления манипулятором
ERA на контактной фазе операций причаливания (рис. 1) состоит из
трех взаимосвязанных программных подсистем: модели манипулято-
ра ERA и перемещаемого ПГ, модели телекамер и модели контактно-
го взаимодействия СтУ. В первой подсистеме компьютер 1 реализует
модель движения исполнительного механизма и алгоритм решения
обратной кинематической задачи манипулятора, а компьютер 2 —
модель IMMI. Программное обеспечение компьютера 3 подсистемы
моделирования телекамер генерирует для трех мониторов 3D-изобра-
жения, аналогичные формируемым прицельной и обзорными телека-
мерами. Исходной информацией для этого являются 3D-модели объ-
ектов и их относительное положение, вычисляемое в модели манипу-
лятора. Программное обеспечение для расчета сил контактного
взаимодействия СтУ функционирует на компьютере 4. Относитель-
ное положение стыковочных устройств вычисляется в модели ма-
нипулятора и ПГ. Контактные силы передаются в модель манипуля-
тора. Вследствие относительно малых размеров СтУ прицельная и
обзорные телекамеры не обеспечивают их видимость, необходимую
для комфортного управления манипулятором. Поэтому для целей
отработки и обучения используется еще одна каркасная графиче-
ская модель, отсутствующая в реальном процессе управления. Со-
