Математический стенд для отработки управления манипулятором ERA…
5
Расчет коэффициентов уравнений выполняется по алгоритму, ос-
нованному на представлении блочных матриц в виде «косых суммы»
(алгоритм «Косынка» [8]).
Векторы
q
и
ψ
используются в расчетах линейных и угловых ко-
ординат звеньев ИМ относительно базовой системы координат, свя-
занной с базовым звеном (см. рис. 2). Уравнения для расчета линейных
координат звеньев так же, как и динамические уравнения, записыва-
ются с использованием математического аппарата блочных матриц.
Следящие приводы по каналам главных обратных связей замкну-
ты по положению. В состав моделей приводов входят контроллеры,
двигатели, редукторы-измерители углов поворота выходных валов и
скоростей вращения валов двигателей. Контроллеры реализуют алго-
ритмы ПИД-регуляторов. В них введены ограничения управляющих
сигналов в функции скорости вращения двигателей, что необходимо
для выполнения условия невыдавливания смазки. Модель двигателя
является нелинейной. В ней учитываются силы трения и пульсации
управляющих напряжений. Модель редуктора также нелинейна и
учитывает люфт в зацеплении шестерен. Интерполятор обеспечивает
расчет управляющих сигналов приводов с частотой 300 Гц по сигна-
лам планировщика траекторий, формируемым с частотой 20 Гц.
Планировщик траекторий.
Эта подсистема осуществляет моде-
лирование процессов формирования управляющих сигналов на при-
воды для двух команд управления. Команда Jog обеспечивает движе-
ние манипулятора в направлении, заданном в декартовой системе ко-
ординат с заданной скоростью, а команда Step — перемещение
манипулятора в заданном направлении на заданное расстояние.
В ходе планирования решаются две основные задачи: расчет с
частотой управляющих сигналов 20 Гц последовательности точек
траектории движения в декартовом пространстве и решение в каждой
из этих точек обратной кинематической задачи (ОКЗ). Неоднознач-
ности решения ОКЗ исключаются за счет ввода так называемых ин-
дексов кинематической конфигурации (KCI). Всего используется три
KCI: плеча, локтя и кисти.
Имитатор пульта внутреннего интерфейса.
Программное обес-
печение имитатора позволяет оператору подавать моделирующей си-
стеме команды управления моделируемым космическим манипуля-
ционным роботом (КМР) и устанавливать параметры этих команд.
Компьютер 2 подсистемы моделирования (см. рис. 1) имитирует гра-
фический интерфейс оператора внутрикорабельного пульта управле-
ния КМР ERA (IMMI) и реализует функции человекомашинного ин-
терфейса оператора ERA.
Математическая модель телекамер.
Подсистема моделирова-
ния телекамер состоит из одного персонального компьютера, осна-
