|
Аннотация.
В работе рассматривается задача моделирования управления движением виртуальной модели космонавта с помощью космического ранца. Для решения этой задачи предлагается подход, согласно которому управление ранцем осуществляется в ручном и автоматическом режиме посредством игрового джойстика. При таком подходе алгоритм управления реактивным ранцем основан на применении разработанной технологии функциональных схем, состоит в синтезе релейного управления и позволяет реализовать стабилизацию, переориентирование и движение модели космонавта к заданной точке. Предложенные методы и подходы были реализованы в программном комплексе системы виртуального окружения, созданном в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, и апробированы на примере моделирования спасения космонавта при его отрыве от поверхности космического корабля.
Ключевые слова:
космонавт, реактивный ранец, виртуальная модель, выход в открытый космос, джойстик, стабилизация, релейное управление, система виртуального окружения.
Стр. 94-104.
DOI 10.14357/20718632210210 Литература
1. Fullerton, R.K. EVA Tools and Equipment Reference Book. NASA Johnson Space Center, JSC-20466 Rev. B, Nov. 20, 1993. 2. Рыжков Е. Хроника полета экипажа МКС // Русский космос, 2017, 7:8-13. 3. Цыганков О.С. Пятидесятилетие внекорабельной деятельности // Космическая техника и технологии, 2015, 1(8):3-16. 4. Шукшунов В.Е., Шукшунов И.В., Фоменко В.В., Конюхов Н.Н., Кривчун В.Н., Груздев В.А., Васильев В.А. 2014. Тренажер внекорабельной деятельности космонавтов. Патент № RU 2506648 C1, 2014. 5. Беленький А.Ю. Симулятор полета космического корабля. Патент № RU 2653448 C1, 2018. 6. Михайлюк М.В., Мальцев А.В., Тимохин П.Ю., Страшнов Е.В., Крючков Б.И., Усов В.М. Система виртуального окружения VirSim для имитационно-тренажерных комплексов подготовки космонавтов // Пилотируемые полеты в космос, 2020, 4(37):72-95. 7. Масалкин А.И., Торгашев М.А. Опыт использования систем имитации визуальной обстановки в тренажерах пилотируемых космических аппаратов // Пилотируемые полеты в космос, 2015, 2(15):36-42. 8. Wen, J., J. Zhang, L. Gao, and X. Li. Modeling and simulation of Simplified Aid for EVA Rescue using virtual prototype technology // Open Automation and Control Systems Journal, 2014, 6:1532-1540. 9. Aichernig, Bernhard K., and R. Kainhofer. Modeling and validating hybrid systems using VDM and Mathematica. In Proceedings of the Fifth NASA Langley Formal Methods Workshop, Williamsburg, Virginia, June 2000, number CP-2000-210100, NASA. 35–46. 10. Handley, Patrick M., Stephen K. Robinson, Kevin R. Duda, Z. Prasov, Stephen P. York, and John J. West. Realtime performance metrics for SAFER self-rescue. In 45th International Conference on Environmental Systems, 12-16 July 2015, Bellevue, Washington. 1-14. 11. Rize, Jared P., J. Hoffman, Michele D. Carpenter, and B. Cohanim. Real-time virtual reality environment for MAJIC attitude control system development and integration. In Proceedings of the 2014 IEEE Aerospace Conference. 1-11. 12. Prussing, John E., and Bruce A. Conway. Orbital Mechanics (2nd edition), NY: Oxford University Press, 2012. 13. Landau, L.D., and E.M. Lifshitz. Mechanics, 2nd edition. Course of theoretical physics, Vol. 1, Pergamon Press, 1969. 14. Shtessel, Y., C. Edwards, L. Fridman, and A. Levant. Sliding Mode Control and Observation. Birkhauser, New York: Springer, 2014, 356 p. 15. Serpelloni, E., M. Maggiore, and Christopher J. Damaren. A Bang-Bang Attitude Stabilizer for Rotating Rigid Bodies. In American Institute of Aeronautics and Astronautics, Scitech 2016, San Diego, CA, USA. 1-17. 16. Kelly, J.C., and K. Kemp. Formal methods, specification and verification guidebook for software and computer systems, volume II: A practitioner’s companion, planning and technology insertion. Technical Report NASA-GB-001-97, NASA, Washington, DC 20546, May 1997.
|
