Аннотация
Для подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности применяют стенды обезвешивания, реализуемые с использованием многокоординатных силокомпенсирующих систем (СКС), обеспечивающих до шести степеней подвижности объекта. Реализация составляющих движения на них обеспечивается суммой трех взаимно перпендикулярных движений, а также вращением и качанием объекта относительно его центра масс в кардановом подвесе. Для выполнения комплексных исследований, структурно-параметрического синтеза системы управления, анализа статических, динамических показателей работы СКС разработана математическая модель, описывающая силовые взаимодействия в многокоординатных СКС радиальной конструкции.
Сформулированы допущения, принимаемые при получении математического описания механической части СКС. Выделены четыре основные элемента, взаимодействующих друг с другом: мост, тележка, барабан и обезвешиваемый объект. С использованием метода поэлементного описания получены уравнения, описывающие взаимосвязанное движение координат СКС при приложении к обезвешиваемому объекту внешнего силового воздействия. С учетом принципов управления электродвигателями и анализа физических процессов в механической части СКС обоснована целесообразность представления математического описания каждой из координат СКС в виде обобщенной двухмассовой электромеханической моделью с упругой связью.
Приведены аналитические выражения для определения параметров обобщенной математической модели и рассмотрены взаимовлияния координат при изменение параметров и силовых воздействиях. Приведены экспериментальные исследования силовых взаимодействий на примере устройства обезвешивания полезного груза при именении параметров объекта управления.
Ключевые слова
Стенды обезвешивания, тренажеры, имитация невесомости, регулирование усилий, математическая модель.
1. Crew on the iss: creativity or determinism? / Krikalev S.K., Kalery A.Yu., Sorokin I.V. // Acta Astronautica. 2010. Vol. 66. № 1-2. P. 70-73. DOI.org/10.1016/J.Actaastro.2009.05.022.
2. Эксперименты с участием экипажей МКС для осуществления полета на марс / Крикалев С.К., Крючков Б.И., Курицын А.А., Харламов М.М. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 6-2. С. 278-288.
3. Conditions of optimization and efficiency of damping of oscillations of elastic mechanisms by an electric drive / Pyatibratov G.Y. // Russian Electrical Engineering. 2015. Vol. 86. № 7. P. 373-378. DOI.org/10.3103/S1068371215070111.
4. Пятибратов Г.Я., Кравченко О.А., Папирняк В.П. Способы реализации и направления совершенствования тренажёров для подготовки космонавтов к работе в невесомости // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. № 5. С. 70-76.
5. Пятибратов, Г.Я., Кравченко О.А., Денисов А.А. Реализация систем регулирования усилий электромеханических комплексов с упругими связями // Изв. вузов. Электромеханика. 1997. № 3. С. 51-54.
6. Силокомпенсирующие системы с электроприводами переменного тока тренажерных комплексов подготовки космонавтов / Д.В. Барыльник, Г.Я. Пятибратов, О.А. Кравченко; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: Ред. Журн. «Изв. Вузов. Электромеханика»: Лик, 2012. 176 с.
7. Synthesis of an object moving control system with flexible suspension under the action of external forces / Pyatibratov G.Y., Bogdanov D.Y., Bekin A.B. // Procedia Engineering. 2015. Vol. 129. P. 29-36. DOI.org/10.1016/j.proeng.2015.12.004.
8. Retrofit simulator to train cosmonauts for working in non-gravity and reduced gravity environment / Pyatibratov G.Y., Bekin A.B., Bogdanov D.Y. // Procedia Engineering. 2015. Vol. 129. P. 42-50, DOI.org/10.1016/j.proeng.2015.12.006.
9. Принципы построения и реализация систем компенсации силы тяжести / Кравченко О.А., Пятибратов Г.Я., Сухенко Н.А., Бекин А.Б. // Изв. вузов. Технические науки. 2013.№ 2 (171). С. 32-35.
10. Кравченко О.А. Принципы построения многокоординатных силокомпенсирующих систем // Изв. вузов. Электромеханика. 2008. № 3. С. 43-47.
11. Кравченко О.А., Богданов Д.Ю., Барыльник Д.В. Математическая модель электромеханической многокоординатной силокомпенсирующей системы // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2014. Т. 14. № 1. С. 71-78.
12. Бекин А.Б., Пятибратов Г.Я., Шмат Р.А. Определение рациональной структуры системы управления перемещениями объектов на гибком подвесе // Изв. вузов. Электромеханика. 2017. Т. 60. № 2. С. 57-64. DOI:10.17213/0136-3360-2017-1-57-64
13. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. 744 с.
14. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / Иванов. гос. энерг. ун-т им. В.И. Ленина. Иваново, 2008. 298 с.
- Подробности
- Просмотров: 1899