Совершенствование электротехнических систем взаимосвязанного управления усилиями тренажерных комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Богданов Дмитрий Юрьевич

• Богданов Дмитрий Юрьевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Богданов Дмитрий Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ КОМПЕНСАЦИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ТРЕНАЖЁРНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ КОСМОНАВТОВ

1.1 Анализ подходов и средств подготовки на Земле космонавтов к внекорабельной деятельности в условиях невесомости

1.2 Актуальность и перспективы создания высокоточных и надежных тренажерных комплексов для подготовки космонавтов

1.3 Этапы создания и направления модернизации тренажера «Выход-2»

1.4. Постановка задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИЛОКОМПЕНСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

2.1 Возможные способы математического описания механизмов электромеханических силокомпенсирующих систем

2.2 Разработка математических моделей механической части силокомпенсирующих систем

2.3 Математические модели электромеханических преобразователей для силокомпенсирующих систем

2.4 Физическая модель устройства обезвешивания полезного груза

2.5 Исследование силовых взаимодействий систем перемещения стендов обезвешивания

2.6 Анализ свойств механических передач в системах перемещения стендов обезвешивания

2.7 Получение обобщенной математической модели силокомпенсирующей

системы и подтверждение её адекватности

Выводы

3 СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ

3.1 Проблемы и задачи синтеза системы управления

3.2 Синтез адаптивных корректирующих устройств систем перемещения стендов обезвешивания

3.3 Система формирования компенсационных моментов

3.4 Верхний уровень системы ограничения координат

3.5 Нижний уровень ограничения координат

3.5.1 Нижний уровень системы ограничения положения

3.5.2 Нижний уровень системы ограничения скорости

Выводы

4 РАЗРАБОТКА, ВНЕДРЕНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИЛОКОМПЕНСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОГО ТРЕНАЖЕРА ВЫХОД-2

4.1 Разработка и реализация аппаратной архитектуры тренажера Выход-2

4.2 Реализация эргономического обеспечения тренажера Выход-2

4.3 Рекомендации по реализации, настройке и исследование системы управления тренажера Выход-2

4.4 Перспективы дальнейшего развития электромеханических систем

управления усилиями тренажерных комплексов

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование электротехнических систем взаимосвязанного управления усилиями тренажерных комплексов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В соответствии с «Основными положениями Основ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу», утвержденными Президентом Российской Федерации от 19 апреля 2013 г. № Пр-906 определены главные цели и приоритеты развития космической деятельности. Среди них создание научно-технического и технологического потенциалов с целью обеспечения готовности и реализации масштабных космических проектов по углубленному изучению Солнечной системы (окололунного пространства, Луны и Марса). В связи с этим Федеральным космическим агентством (Роскосмос) рассматриваются проекты создания межпланетных комплексов, вопросы отбора, подготовки и медицинского обеспечения экипажей. В процессе подготовки к выполнению программ межпланетных перелетов и освоения других планет космонавты должны пройти обучение на созданных для этого специальных тренажерных комплексах и получить необходимые навыки. Для повышения уровня подготовки космонавтов необходимы тренажеры с высокими качественными характеристиками и широкими функциональными возможностями.

В 2002 году сотрудниками ФГБОУ ВО «ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова» на базе ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю. А. Гагарина» был создан тренажер для имитации условий невесомости «Выход-2», обеспечивающий перемещение двух космонавтов в скафандрах массой до 250 кг, при скоростях

л

перемещения до 0,2 м/с с ускорениями до 0,2 м/с . В 2018 году был заключен договор № 47702388027160000610/130 от 02 февраля 2018 г. на модернизацию данного тренажера. Согласно заданию модернизированный тренажер должен обеспечивать скорости перемещений космонавтов до 2 м/с с ускорениями до

л

1,6 м/с . Существующий тренажер необходимо дополнить системой перемещения груза от 3 до 100 кг.

Степень разработанности темы исследования. Разработкой и созданием рассматриваемых систем в интересах отечественной космонавтики в разные годы занимались научные коллективы: ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина» (Звездный городок, Московская область); ОАО РКК «Энергия» имени С.П. Королева (г. Королев, Московская область); ЦНИИ РТК (г. Санкт-Петербург); ФГБОУ ВПО ЮРГПУ (НПИ) (г. Новочеркасск, Ростовская область); ООО ЦТиПП (г. Москва). За рубежом исследователям данного вопроса занимаются в NASA (США).

В настоящее время в ФГБОУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина» для подготовки космонавтов используются тренажерные комплексы:

1) Устройство обезвешивания скафандра (УОС), которое используется для обучения космонавтов работе с тренажером-манипулятором «Дон-ERA»;

2) Специализированный тренажер «Выход-2», который используется для отработки программ шлюзования при выходе в открытый космос, а также для практического изучения скафандров типа «Орлан-МТ» для имитации движений космонавтов в условиях невесомости.

Объектом исследования являются тренажерные комплексы для подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности радиальной конструкции с имитацией движения объектов в условиях частичной или полной невесомости.

Предметом исследования являются многокоординатные электротехнические системы перемещения устройства обезвешивания полезного груза и космонавтов.

Цель диссертационной работы: совершенствование электротехнической многокоординатной системы устройства обезвешивания, обеспечивающей взаимосвязанные высокодинамичные перемещения космонавтов и полезного груза в рабочем пространстве тренажера.

Для достижения цели диссертационной работы были решены следующие задачи:

- выполнить анализ возможностей существующих тренажеров для подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности;

- разработать математическую модель электромеханической силокомпенсирующей системы тренажерного комплекса радиальной конструкции;

- исследовать силовые взаимодействия в системах перемещения космонавтов и полезного груза тренажерного комплекса радиальной конструкции;

- сформулировать требования к работе систем ограничения координат обеспечивающие безопасное функционирование тренажера;

- разработать способы ограничения скорости и положения объекта обезвешивания при их произвольном движении в рабочем поле тренажёра;

- решить задачу взаимосвязанного управления электромеханическими системами перемещения объектов в едином рабочем пространстве тренажера;

- решить задачу синтеза и реализовать адаптивные регуляторы систем перемещения объекта при значительных изменениях параметров объекта управления;

- разработать и апробировать технические решения и рекомендации по созданию и настройке высокодинамичных электромеханических систем перемещения объектов тренажерных комплексов радиальной конструкции;

- экспериментально доказать эффективность предлагаемых технических решений и внедрить разработанные системы в «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина».

Научная новизна представленной диссертационной работы заключаются в следующем:

- разработана математическая модель электромеханической системы перемещения объекта, отличающаяся тем, что описывает силовые взаимодействия в механизмах стенда радиальной конструкции при движении, вызванном приложением усилий к объекту обезвешивания;

- впервые исследованы силовые взаимодействия в электромеханических системах горизонтального и вертикального перемещений стенда радиальной конструкции при произвольных движениях объекта обезвешивания и предложен

способ построения системы управления, обеспечивающей компенсацию взаимовлияний в многокоординатной силокомпенсирующей системе;

- усовершенствован способ ограничения координат объекта обезвешивания, отличающийся тем, что ограничение скорости достигается заданием допустимых моментов электродвигателей, а ограничение перемещений с помощью нелинейной гибкой составляющей обратной связи по положению, позволяющий реализовывать безопасное перемещение космонавтов в рабочем пространстве тренажера и безаварийное функционирование электромеханической системы;

- разработаны адаптивные регуляторы системы горизонтальных и вертикальных перемещений, отличающиеся тем, что реализуют динамическое изменение своих параметров при изменении массы объекта обезвешивания, длины канатной передачи, положения тележки на мосту и имитируемой гравитации.

Теоретическая значимость диссертационной работы состоит:

- в теоретическом обосновании способа компенсации взаимовлияний систем перемещения объекта обезвешивания при построении системы управления, что позволяет увеличить точность имитации движения в условиях невесомости или пониженной гравитации;

- в определении структуры системы ограничения и аналитических выражений для задания уровня ограничения скорости и положения с учетом взаимного положения механизмов систем горизонтального и вертикального перемещений трех обезвешиваемых объектов одновременно, позволяющих обеспечить безопасность обучаемых космонавтов и исключить повреждения оборудования тренажера;

- в методике расчета требуемых параметров корректирующих устройств систем горизонтального и вертикального перемещения, учитывающих текущие значения массы объекта обезвешивания, длины каната, положения тележки и имитируемой гравитации, при заданных статических и динамических показателях работы силокомпенсирующей системы.

Практическая значимость диссертационной работы:

- определена структура построения системы управления многокоординатных силокомпенсирующих электромеханических систем тренажерного комплекса, обеспечивающих практическую реализацию алгоритмов с учетом требований по быстродействию, безопасности и надежности функционирования тренажера;

- разработан человеко-машинный интерфейс, обеспечивающий интуитивно-понятное управление электромеханическими системами, мобильный доступ к основным функциям и надежную работу в аварийных ситуациях тренажера;

- предложена структура и способ реализации информационно -измерительной системы, которая позволяет обеспечить требуемую точность и необходимый объем информации для функционирования многокоординатных электромеханических систем с учетом одновременной работы двух космонавтов с обезвешенным полезным грузом на тренажере;

- разработан алгоритм и рекомендации по настройке системы управления, позволяющие осуществить поэтапную настройку управляющего устройства, обеспечивающего требуемые технические характеристики.

Результаты диссертационной работы внедрены в ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина» (Звездный городок, Московская область) при выполнении работ по модернизации тренажерного комплекса «Выход-2», предназначенного для подготовки космонавтов (х/д № 47702388027160000610/130 от 02 февраля 2018 г.)

Методология и методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использованы методы: теории автоматического управления; теории электропривода; физическое и математическое моделирование на ПЭВМ; частотные методы исследования; инструменты программного продукта МАТЬАВ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель взаимосвязанной электромеханической системы перемещения объекта обезвешивания тренажерного комплекса радиальной конструкции;

2. Структура системы управления, учитывающая взаимосвязи систем перемещения и обеспечивающая требуемые ограничения координат;

3. Метод построения и способ реализации многопараметрической адаптации при управлении силокомпенсирующими системами тренажера;

4. Технические решения по созданию и результаты исследований трех взаимосвязано работающих электромеханических систем обезвешивания модернизированного тренажера «Выход-2» для подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности в условиях невесомости и пониженной гравитации других планет.

Степень достоверности полученных результатов работы обеспечивается корректностью поставленных задач, обоснованностью принятых допущений, подтверждением результатами теоретических и экспериментальных исследований электромеханической системы, результатами экспериментов, выполненных на реальном объекте.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертации излагались на научно-технических конференциях, семинарах, совещаниях: XII Всероссийской школы конференции молодых ученых «Управление большими системами УБС 2015» (г. Волгоград, 2015 г.); X, XI и XII Международной научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космос» (Звездный городок, Московская область, 2013, 2015, 2017 г.); VIII Международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014 (г. Саранск, 2014 г.); I и II Международной научно-технической конференции «Пром-Инжиниринг» (г. Челябинск - Новочеркасск -Волгоград - Астана, 2015, 2016 гг.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК, 3 статьи, индексируемые в базе данных научного цитирования Scopus, 1 патент РФ и 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

Соответствие научной специальности. Исследования, выполненные в диссертационной работе, соответствуют формуле и пунктам 1, 3 и 4 паспорта специальности 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы»:

Пункт 1. Развитие общей теории электротехнических комплексов и систем, изучение системных свойств и связей, физическое, математическое, имитационное и компьютерное моделирование компонентов электротехнических комплексов и систем.

Пункт 3. Разработка, структурный и параметрический синтез электротехнических комплексов и систем, их оптимизация, а также разработка алгоритмов эффективного управления.

Пункт 4. Исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов и систем в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы и четырёх приложений. Объем диссертации: 156 страницы основного машинописного текста, 79 рисунков и 11 таблиц, 11 страниц списка используемой литературы из 84 наименований.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ КОМПЕНСАЦИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ТРЕНАЖЁРНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ

КОСМОНАВТОВ

1.1 Анализ подходов и средств подготовки на Земле космонавтов к внекорабельной деятельности в условиях невесомости

Одной из наиболее сложных и ответственных задач, стоящих перед экипажем космической станции, является выход в открытый космос. Данная процедура отличается от обычного нахождения на борту космического корабля или станции необходимостью работы в специальном скафандре, сильно затрудняющем работу и перемещение. Кроме того, вне космического корабля вся ответственность за свою безопасность возложена только на самого космонавта. Поэтому к подготовке данного типа работ предъявляются повышенные требования.

В настоящее время неотъемлемой частью подготовки космонавтов к внекорабельной деятельности (ВКД) являются специализированные тренажеры, позволяющие осуществлять имитацию условий невесомости непосредственно на Земле. Кроме того такие тренажеры позволяют имитировать условия пониженной относительно земной гравитации, что позволяет осуществлять перспективные исследования для задач освоения различных объектов Солнечной системы, таких как Луна, Марс и отдельные астероиды.

В настоящее время обучение космонавтов с использованием тренажерных комплексов имитации условий невесомости и пониженной гравитации осуществляется в следующих организациях:

1) Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина», Российская Федерация [1].

2) Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), США [2].

3) Европейское космическое агентство (ESA) [3].

4) Китайское пилотируемое космическое агентство (CMSA), Китай [4].

В зависимости от задачи тренировки, для имитации условий невесомости или пониженной гравитации могут использоваться различные методы:

1) вывешивания человека;

2) свободного падения;

3) достижения нейтральной плавучести;

4) компенсации силы тяжести с помощью приложения дополнительного усилия.

Метод вывешивания человека [5 - 7] заключается в расположении человека практически параллельно земле (рисунок 1.1), за счёт чего сила тяжести, действующая вдоль туловища человека, становилась близка к нулю. От вертикального перемещения человека при этом удерживает несколько тросов. За счет изменения угла наклона человека может осуществляться изменение имитируемой гравитации. На сегодняшний день тренажеры, построенные по данному методу, для тренировки космонавтов не используются.

Рисунок 1.1 - Имитация невесомости вывешиванием Метод свободного падения [8, 9] основан на возможности достижения кратковременного состояния невесомости в процессе движения специальных самолет-лабораторий по параболическим траекториям (рисунок 1.2а). За счет изменения параметров траектории движения самолета также имеется возможность имитации пониженной гравитации. В качестве таких самолет-лабораторий используются широкофюзеляжные самолеты: NASA KC-135,

Ильюшин Ил-76 МДК и Novespace AIRBUS A-300 zero-g [10], оснащенные мягкой набивкой, поручнями и сетками (рисунок 1.2б).

h, м 9000

8000

7000 6000

0g

гор ка У сниж ':ение

2g 2g\

А 1g\

0 10 20 30 40 50 ?, с

а) б)

Рисунок 1.2 - Самолет-лаборатория: а) диаграмма полета по кривой Кеплера;

б) внутреннее рабочее пространство

Задачами тренировок кандидатов в космонавты, космонавтов по отработке и совершенствованию навыков операторской деятельности в условиях полета самолета-лаборатории с воспроизведением режимов кратковременной невесомости и пониженной весомости являются [1]:

1) привитие кандидатам в космонавты первичных навыков ориентации тела и передвижения в условиях невесомости с использованием различных элементов фиксации;

2) отработка космонавтами навыков по одеванию и снятию специального снаряжения и скафандров;

3) отработка и совершенствование космонавтами навыков профессиональной деятельности в условиях безопорного состояния;

4) отработка и совершенствование космонавтами навыков по выполнению штатных операций в специальном снаряжении и без него применительно к программе предстоящего космического полета на пилотируемом космическом аппарате;

5) приобретение космонавтами опыта оценки удобства эксплуатации систем, оборудования объектов космической техники и применяемого инструмента;

6) оценка надежности используемого оборудования и инструмента, способствующего качественному выполнению технологических операций;

7) отработка членами космических экипажей взаимодействия при выполнении отдельных операций из общей циклограммы работ по внекорабельной деятельности;

8) повышение устойчивости организма космонавтов к воздействию специфических физиологических факторов в условиях невесомости.

Достоинствами использования самолетов-лабораторий являются: возможность достижения адекватного невесомости состояния и работы вестибулярного аппарата, возможность психофизиологического ощущения космонавтами реальной невесомости, возможность проверки работоспособности малогабаритного оборудования и отработки экспериментов в условиях невесомости. К недостаткам использования самолетов-лабораторий можно отнести: высокую стоимость летающих лабораторий и проводимых испытаний, малое время имитации невесомости (до 20 сессий по 25 - 28 секунд), малые размеры рабочего пространства (для Ил-76 МДК 14х3,45х3,4м) и перегрузки космонавтов в процессе испытаний (до 2§).

Суть метода достижения нейтральной плавучести [11, 12] состоит в помещении космонавта в скафандре в жидкую среду, в которой на него будет действовать сила Архимеда, направленная против силы тяжести. При равенстве этих двух сил достигается состояние нейтральной плавучести, при котором человек в воде может статически зависать, а для перемещения в любом направлении требуются лишь малые усилия. Для уравновешивания этих сил к скафандру прикрепляется специальный балласт. Регулируя массу балласта, можно имитировать различные значения гравитации.

Такие тренажеры представляют собой сложные гидротехнические сооружения, вмещающие в себя полномасштабные макеты космической техники (рисунок 1.3). В таблице 1.1 приведены технические характеристики некоторых из них.

а) б)

Рисунок 1.3 - Гидролаборатория ЦПК имени Ю.А. Гагарина: а) внешний вид;

б) процесс тренировки

Таблица 1.1 - Параметры гидролабораторий для подготовки космонавтов

Название Габариты Ёмкость резервуара

Гидролаборатория, ЦПК имени Ю.А. Гагарина, Россия, Звездный городок диаметр 23 м глубина 12 м 5000 м3

Лаборатория нейтральной плавучести (NBL) NASA, США, Хьюстон длина 62 м ширина 31м глубина 12,34 м 23500 м3

Средство нейтральной плавучести (NBF) ESA, Германия, Кёльн длина 22 м ширина 17 м глубина 10 м 2747 м3

Гидролаборатории предназначены для проведения тренировок космонавтов в условиях моделируемой невесомости в гидросреде и обеспечивают решение следующих задач [1]:

1) подготовки космонавтов для внекорабельной деятельности, которая включает следующие операции:

а) выход в открытое космическое пространство;

б) работа в разгерметизированных отсеках;

в) техническое обслуживание и ремонт орбитальной станции и модулей;

г) монтажно-демонтажные и сборочные работы на орбите;

д) транспортировка грузов;

е) экспериментальные работы.

2) выполнения экспериментальных исследований;

3) проведения эргономических испытаний объектов космической техники;

4) синхронного сопровождения работ, выполняемых космонавтами в открытом космосе.

Достоинствами использования гидролабораторий являются: возможность работы с крупногабаритными макетами космической техники, возможность проведения космонавтами длительных тренировок и свободное перемещение в пространстве во всех направлениях, возможность обезвешивания грузов с помощью плавучих буев. К недостаткам использования гидролабораторий можно отнести: необходимость гидроизоляции применяемого электрооборудования, необходимость наличия нескольких водолазов в пределах испытательного объема; необходимость коррекции избыточного давления внутри скафандра из-за переменного значения давления воды в зависимости от глубины погружения и невозможность осуществления высоко динамичных перемещений космонавтов из-за вязкости водной среды.

При использовании метода компенсации силы тяжести с помощью приложения дополнительного усилия [13 - 18] к обезвешиваемому скафандру с космонавтом прикладывается внешняя сила, направленная против силы тяжести и равная ей. Зачастую такое усилие передается к человеку через канатно-блочную систему (рисунок 1.4). При этом компенсация может быть пассивной (с помощью противовесов или пружин) или активной (с применением различных приводных устройств). Изменяя величину приложенного дополнительного усилия, можно регулировать значение имитируемой гравитации. На таком методе основаны такие тренажеры как: «Дон-ERA», ARGOS и «Выход-2».

Рисунок 1.4 - Компенсации силы тяжести с помощью приложения дополнительного усилия: а) пассивная; б) активная

В состав специализированного тренажера «Дон-ЕРА» [1, 19, 20] входит одна система перемещения объектов прямоугольной мостовой конструкции, разработанная сотрудниками ЮРГПУ(НПИ), в которой все системы перемещения выполнены полностью пассивными, а обезвешивание космонавта в скафандре происходит с помощью противовесов. Дополнительная присоединенная инерционность противовеса и трение, возникающее в блоках канатной передачи, вносят существенную ошибку в процесс имитации невесомости. Поэтому подобные пассивные системы обезвешивания применяются только для тренировок, где точность воспроизведения гравитационных условий не имеет существенного значения, а важна лишь возможность работы космонавта в штатном скафандре, сопровождающейся редкими малодинамичными перемещениями.

Тренажер ARGOS [2 ,21, 22], разработанный NASA, также имеет одну систему перемещения объектов прямоугольной мостовой конструкции (рисунок 1.5а), но выполненную с активными системами горизонтальных и вертикальных перемещений. В качестве приводных устройств в тренажере использованы электродвигатели. Использование активной электромеханической силокомпенсирующей системы позволяет значительно снизить влияние присоединённой инерционности и сил трения, за счет чего существенно возрастает точность воспроизведения условий невесомости. Поэтому подобные активные системы обезвешивания применяются для задач, где поведение обезвешенного объекта имеет существенное значение, например, при исследовании возможности работы космонавта на поверхности астероида [23].

Специализированный тренажер «Выход-2» [1, 24 - 27] включает две независимо работающих системы перемещения объекта радиальной мостовой конструкции (рисунок 1.5б), в которых каждая система вертикальных перемещений реализована активной посредством использования частотно -регулируемого электропривода с синхронным электродвигателем с постоянными магнитами, а система горизонтальных перемещений тележки и моста -пассивными с применением пневматических опор на воздушной подушке для

уменьшения сил трогания при горизонтальном движении космонавта. Во время ВКД задействовано два космонавта, поэтому важным преимуществом данного тренажера является возможность одновременной тренировки двух космонавтов.

Тренажеры с электромеханическими силокомпенсирующими системами обезвешивания позволяют осуществлять обучение космонавтов на всех этапах подготовки с решением следующих задач:

1) подготовка скафандра к использованию, его техническое обслуживание и ремонт;

2) работа в скафандре, управление его системами в штатных режимах и в нештатных ситуациях;

3) управление комплексом средств шлюзования при выполнении операций в шлюзовых отсеках в соответствии с требуемыми циклограммами работ;

4) работа в скафандре с разнообразным штатным оборудованием, в том числе электротехническим;

5) выполнения экспериментальных исследований;

6) проведения эргономических испытаний объектов космической техники.

Рисунок 1.5 - Внешний вид тренажеров: а) ARGOS; б) Выход-2 Достоинствами использования тренажеров с электромеханическими силокомпенсирующими системами являются: возможность проведения космонавтами длительных тренировок, возможность работы с полномасштабными макетами частей космической техники и штатным оборудованием, возможность имитации пониженной гравитации, возможность отработки аварийных и нештатных

ситуаций. К недостаткам таких тренажеров можно отнести: невозможность работы под препятствием из-за канатно-блочной системы; ограниченность зоны взаимодействия двух космонавтов из-за невозможности пересечения двух мостов; ограничение вращательных степеней подвижности космонавта, необходимость подстройки системы в случае изменения массы космонавта в скафандре, например, за счет перемещаемого груза, ограниченность массы перемещаемого груза физическими возможностями космонавта.

1.2 Актуальность и перспективы создания высокоточных и надежных тренажерных комплексов для подготовки космонавтов

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Богданов Дмитрий Юрьевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина [Электронный ресурс]. URL: http://www.gctc.ru (дата обращения: 20.05.2019)

2. National Aeronautics and Space Administration NASA [Электронный ресурс]: Официальный сайт. URL: http://www.nasa.gov (дата обращения: 20.05.2019)

3. European Space Agency ESA [Электронный ресурс]: Официальный сайт. URL: http://www.esa.int (дата обращения: 20.05.2019)

4. China Manned Space Program CMSP [Электронный ресурс]: Официальный сайт. URL: http://en.cmse.gov.cn (дата обращения: 20.05.2019)

5. Perusek, G. P. Zero-gravity locomotion simulators: New ground-based analogs for microgravity exercise simulation [Text] / G. P. Perusek, J. K. DeWitt, P. R. Cavanagh, C. M. Grodsinsky, K. M. Gilkey // ESA Symposium: Technology for artificial gravity and microgravity simulation. - Noordwijk, Netherlands, 2007.

6. Mourlam, T.J. Developing a mobile reduced gravity simulator [Text]: Master's thesis / Timothy John Mourlam. - Manhattan, Kansas, 2012. - 138 pp.

7. Газенко, О.Г. Космическая биология и медицина: Руководство по физиологии [Текст] / О.Г. Газенко, П.Г. Костюк. - "Наука", 1987. - с.320 с.

8. Власов, П.Н. Цели и задачи использования авиационной техники в процессе подготовки космонавтов к выполнению космического полета [Текст] / П.Н. Власов, М.М. Харламов, А.А. Курицын, В.Е. Фокин, В.Г. Сорокин, В.Н. Кислицын // Идеи и новации. - 2018. - Т. 6, № 3 - С. 87-92.

9. Харлашкин, С.Н. Экспериментальные исследования по имитации лунной гравитации на самолете-лаборатории ИЛ-76 МДК [Текст] / С.Н. Харлашкин // Пилотируемые полеты в космос: тезисы докл. Международной конф. (Звездный городок, 10-12 нояб. 2015 г.) - Звездный городок, 2015. - С. 338340.

10.Safety design for space systems [Text] / G.E. Musgrave, A.M. Larsen, T. Sgobba // Elsevier - 2009 - 992 pp. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-7506-8580-1.X0001-2

11.Циблиев, В.В. Система подготовки космонавтов в российском государственном научно-исследовательском испытательном центре подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина [Текст] / В.В. Циблиев // Авиакосмическое приборостроение. - 2005. - №4. - С. 2-15.

12.One Hundred US EVAs: A Perspective on Spacewalks [Text] / R.C. Wilde, S.A. Manatt, H.J. McMenn, R.K. Fullerton // Acta Astronautica. - 2002. - Vol. 51, No. 1-9. - P. 579-590.

13.APOLLO experience report - simulation of manned space flight for crew training [Text]: NASA technical note D-7112 / C.H. Woodling, S. Faber, J.J. Van Bockel, C.C. Olasky, W.K. Williams, J.L.C. Mire, J.R. Homer; Manned Spacecraft Center - Houston, Texas, 1973 - 60 pp.

14.Пятибратов, Г.Я. Способы реализации и направления совершенствования тренажеров для подготовки космонавтов к работе в невесомости [Текст] / Г.Я. Пятибратов, О.А. Кравченко, В.П. Папирняк // Изв. вузов. Электромеханика. - 2010. - № 5. - С. 70-76.

15.Пятибратов, Г.Я. Создание перспективных тренажёров для обучения космонавтов действиям в условиях невесомости и пониженной гравитации [Текст] / Г.Я. Пятибратов, О.А. Кравченко, А.М. Киво // Пром-Инжиниринг-2016: труды II международной научно-технической конференции, г. Челябинск - Новочеркасск - Волгоград - Астана, 19-20 мая 2016 г. / Челябинск. ФГБОУ ВПО «ЮжноУральский государственный университет» (национальный исследовательский университет). - Челябинск: изд-во ЮУрГУ, 2016. - С. 343-346

16. Пятибратов, Г.Я. Способы реализации и направления совершенство-вания тренажёров для подготовки космонавтов к работе в невесомости [Текст] / Г.Я. Пятибратов, О.А. Кравченко, В.П. Папирняк // Изв. вузов. Электромеханика. - 2010. - № 5. - С. 70-76.

17.Дебда, Д.Е. Повышение технического уровня систем имитации невесомости при использовании комбинированных электромеханических систем компенсации силы тяжести [Текст] / Д.Е. Дебда, Г.Я. Пятибратов // Изв. вузов. Электромеханика. - 2003. - №5. - С. 25-29.

18.Дебда, Д.Е. Анализ возможностей активных и комбинированных электромеханических систем компенсации силы тяжести обезвешиваемых объектов Д.Е. Дебда, Г.Я. Пятибратов // Изв. вузов. Электромеханика. -2001. - №2. - С. 33-37.

19.1ЦТ 303.079 ПЗ. Устройство обезвешивания скафандров: Пояснительная записка. - Кн. 2. - Ч. 8. Система вертикального перемещения / Новочерк. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск, 1997. - 40 с.

20. Виноградов, Ю.А. Особенности разработки и функционирования специализированного тренажёра европейского манипулятора ERA / Ю.А. Виноградов, Е.В. Полунина, В.Н. Саев // Человеческий фактор: проблемы психологии и эргономики. - 2015. - №3(74) - С. 41-46.

21.T. Cunningham. System requirements document for the active response gravity offload system (argos) [Text]: NASA Engineering directorate document, AR&SD-08-007. - Houston, TX: NASA, 2010.

22.Lessons Learned from Performance Testing of Humans in Spacesuits in Simulated Reduced Gravity [Text] / J.R. Norcross, S.P. Chappell, M.L. Gernhardt // HRP Investigtion Workshop - Houston, TX: NASA, 2010.

23.Abercromby A. NASA Research and Technology Studies (RATS) 2012: Virtual Simulation and Evaluation of Human and Robotic Systems for Exploration of Near-Earth Asteroids / A.F.J. Abercromby, S.P. Chappell, H.L. Litaker, M.L. Reagan, M.L. Gernhardt // 43rd International Conference on Environmental Systems (ICES) - 2013 Abercromby, A. F., Chappell, S. P., Litaker, H., Reagan, M., & Gernhardt, M. L. (2013). NASA Research and Technology Studies (RATS) 2012: Virtual Simulation and Evaluation of Human and Robotic Systems for Exploration of Near-Earth Asteroids. 43rd International Conference on

Environmental Systems. - Vail, Colorado, 2013. - С. 1-22. doi:10.2514/6.2013-3506

24. Система управления вертикальным перемещением обучаемого на тренажере выхода в космос [Текс]: пат. 2355039 Рос. Федерация: МПК G09B9/00 / Кравченко О.А., Пятибратов Г.Я., Твердохлебов Н.Ф., Антонов А.В.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) - № 2007146542/28; заявл. 12.12.2007; опубл. 10.05.2009.

25.Жамалетдинов, Н.Р. Экспериментальные исследования по имитации лунной гравитации на специализированном тренажере "Выход-2" [Текст] / Н.Р. Жамалетдинов, Водянникова А.В. // Пилотируемые полеты в космос: тезисы докл. Международной конф. (Звездный городок, 10-12 нояб. 2015 г.) - Звездный городок, 2015. - С. 337-338.

26. Панин, А.А. Особенности подготовки космонавтов по типовым и целевым операциям внекорабельной деятельности на СТ "Выход-2" на период реконструкции гидролаборатории [Текст] / А.А. Панин, Д.И. Верба, И.Ю. Тарасов // Пилотируемые полеты в космос: тезисы докл. Международной конф. (Звездный городок, 10-12 нояб. 2015 г.) - Звездный городок, 2015. -С. 300-302.

27.Кравченко, О.А., Создание и опыт эксплуатации силокомпенсирующих систем, обеспечивающих многофункциональную подготовку космонавтов к работе в невесомости [Текст] / О.А. Кравченко, Г.Я. Пятибратов// Изв. вузов. Электромеханика. - 2008. - №2. - С. 42-47.

28. Основные положения основ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу [Электронный ресурс]: [утв. президентом РФ 19 апреля 2013 года №Пр-906]. URL: http: //www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_145908/ (дата обращения: 20.05.2019)

29.Крикалев, С. К. Эксперименты с участием экипажей МКС для осуществления полета на Марс [Текст] / С.К. Крикалев, Б.И. Крючков, А.А.

Курицын, М.М. Харламов // Известия тульского государственного университета. Технические науки. - 2013. - № 6-2.- С. 278-288.

30.Крикалёв, С.К На пути к марсу [Текст] / С.К. Крикалёв, Б.И. Крючков, А.А. Курицын // Наука в России- 2014. - № 1. - С. 11-18

31.Водянникова, А.В. Проблемы подготовки космонавтов к выполнению операций на поверхности космического объекта [Текст] / А.В. Водянникова // Идеи К.Э. Циолковского в инновациях науки и техники: материалы 51-х Научных чтений памяти К.Э. Циолковского. - Калуга, 2016 - С. 346-348.

32.Пятибратов, Г.Я. Принципы построения и реализации систем управления усилиями в упругих передачах электромеханических комплексов [Текст] / Г.Я. Пятибратов // Изв. вузов. Электромеханика. - 1998. - № 5-6. - С. 73-83.

33.Пятибратов, Г.Я. Реализация систем регулирования усилий электромеханических комплексов с упругими связями [Текст] / Г.Я. Пятибратов, О.А. Кравченко, А.А. Денисов // Изв. вузов. Электромеханика.

- 1997. - № 3. - С. 51-54.

34.Кравченко, О.А. Синтез оптимального регулятора усилий в электромеханических системах с упругими связями [Текст] / О.А. Кравченко, Г.Я. Пятибратов // Изв. вузов. Электромеханика. - 1998. - № 4. -С. 58-63.

35.Кравченко, О.А. Обеспечение безопасности функционирования электромеханических систем вертикальных перемещений тренажеров для подготовки космонавтов к работе в условиях невесомости [Текст] / О.А. Кравченко, Г.Я. Пятибратов, А.А. Денисов // Пилотируемые полеты в космос : тез. докл. III Междунар. науч.- практ. конф., 11-12 нояб. 1997 г., Звездный городок, Моск. обл. - М. : РГНИИЦПК,1997. - С. 212-214.

36.Кравченко, О.А. Компенсация влияния сил трения на качество работы электромеханических комплексов [Текст] / О.А. Кравченко, Г.Я. Пятибратов // Новые технологии управления движением технических объектов: материалы II Междунар. науч.- техн. конф. - Новочеркасск,1999.

- С. 26-28.

37.Барыльник, Д.В. Силокомпенсирующие системы с электроприводами переменного тока тренажерных комплексов подготовки космонавтов [Текст] / 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.

38. Барыльник, Д.В. Особенности реализации режимов ограничений скорости и положения в системах регулирования усилий [Текст] / Д.В. Барыльник, О.А. Кравченко, А.Б. Бекин // Электротехника. - 2014. - № 3. - С. 39-44

39.Кравченко, О.А. Обеспечение безопасности функционирования мехатронных систем тренажерных комплексов [Текст] / О.А. Кравченко, Д.В. Барыльник, Н.А. Сухенко // Электротехнические системы и комплексы. - 2014. - № 2(23). - С. 4-9

40.Силокомпенсирующая система [Текст]: пат. 139984 Рос. Федерация: МПК 009Б9/00 / Кравченко О.А., Барыльник Д.В., Бекин А.Б., Богданов Д.Ю., Водопьянова Т.С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ЮРГПУ(НПИ) имени М.И. Платова- № 2013149910/11; заявл. 07.11.2013; опубл. 27.04.2014.

41.Киво, А.М. Определение энергетических характеристик электроприводов специальных стендов, обеспечивающих отработку космонавтами перемещений на планетах с пониженной гравитацией [Текст] / А.М. Киво, О.А. Кравченко // Изв. вузов. Электромеханика. - 2012. - № 3. - С. 45-50.

42. Киво, А.М. Электромеханические системы стендов обезвешивания, обеспечивающих подготовку космонавтов к деятельности на поверхности планет с пониженной гравитацией [Текст]: дис. ... канд. тех.наук: 05.09.03 / Киво Александр Михайлович. - Новочеркасск, 2013. - 139 с.

43.Бекин, А.Б. Определение рациональной структуры системы управления перемещениями объектов на гибком подвесе / А.Б. Бекин, Г.Я. Пятибратов, Р.А. Шмат // Изв. вузов. Электромеханика. - 2017. - № 2. Т.60 - С. 57-64.

44. Бекин, А.Б. Совершенствование электромеханических систем с упругими передачами тренажеров для подготовки космонавтов к внекорабельной

деятельности [Текст]: дис. ... канд. тех.наук: 05.09.03 / Бекин Азамат Базарбаевич. - Новочеркасск, 2015. - 196 с.

45.Кравченко, О.А. Многокритериальная методика определения рациональных параметров электроприводов силокомпенсирующих систем [Текст] / О.А. Кравченко // Изв. вузов. Электромеханика. - 2013. - № 3. - С. 33-38.

46.Synthesis of an object moving control system with flexible suspension under the action of external forces [Text] / G. Ya. Pyatibratov, D.Yu. Bogdanov, A.B. Bekin // Procedia Engineering. - 2015. - Vol.129. - P. 29-36.

47.Пятибратов, Г.Я. Анализ влияния центробежных сил инерции на работу силокомпенсирующих систем / Г.Я. Пятибратов, А.М. Киво, О.А. Кравченко, С.В. Папирняк // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. - 2013. - № 5 (174). - С. 9-13.

48.Пятибратов, Г.Я. Математическое описание и моделирование систем компенсации силы тяжести с асинхронными частотно-регулируемыми электроприводами [Текст] / Г.Я. Пятибратов, Д.В. Барыльник, О.А. Кравченко. - Новочеркасск, 2006. - 154 с. - Деп. в ВИНИТИ РАН 19.07.2006, № 971-В2006.

49.Кравченко, О.А. Теория и практика создания электромеханических силокомпенсирующих систем тренажёров для подготовки космонавтов [Текст]: дис. ... д-ра. тех.наук: 05.09.03 / Кравченко Олег Александрович. -Новочеркасск, 2013. - 375 с.

50.Кравченко, О.А. Математическая модель электромеханической многокоординатной силокомпенсирующей системы [Текст] / О.А. Кравченко, Д.Ю. Богданов, Д.В. Барыльник // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Энергетика». - 2014. - Т.14,№1 - С. 71-78.

51.Богданов, Д.Ю. Математическая модель электромеханических стендов обезвешивания с учетом силовых взаимодействий в радиальной конструкции [Текст] / Д.Ю. Богданов, О.А. Кравченко// Электротехнические системы и комплексы. - 2018. - №1(38). - С. 26-32.

52.Дебда, Д.Е. Электромеханические системы регулирования усилий с комбинированным способом компенсации силы тяжести [Текст]: дис. ... канд. тех.наук: 05.09.03 / Дебда Дмитрий Евгеньевич. - Новочеркасск, 2002. - 227 с.

53.Поздеев, А.Д. Электромагнитные и электромеанические процессы в частотно-регулируемых электроприводах [Текст] / А.Д. Поздеев. -Чебоксары: Ид-во Чуваш. ун-та, 1998. - 172 с.

54.Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока [Текст] / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново, 2008. - 298 с.

55.Сухенко, Н.А. Электромеханические и мехатронные системы управления усилиями промышленных манипуляторов [Текст]: монография / Н.А Сухенко, Г.Я. Пятибратов, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова, 2014. - 164 с.

56. Пятибратов, Г.Я. Математические модели и идентификация электромеханических систем [Текст]: учеб. пособие / Г.Я. Пятибратов, Д.В. Барыльник, Н.А. Сухенко. - Новочеркасск: Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ), 2014. - 158 с.

57.Чиликин, М.Г. Теория автоматизированного электропривода [Текст]: учеб. пособие для вузов / М.Г. Чиликин, В.И. Ключев, А.С. Сандлер. - М.: Энергия, 1979. - 616 с.

58.Ingersoll Rand Air Compressors, Power Tools, Lifting and Fluid Handling Products [Электронный ресурс]: Официальный сайт. URL: http://www.ingersollrandproducts.com (дата обращения: 20.05.2019).

59. Кравченко, О.А. Многокритериальная методика определения рациональных параметров электроприводов силокомпенсирующих систем [Текст] / О.А. Кравченко// Изв. вузов. Электромеханика. - 2013. - №3. - С. 33-38.

60. Кравченко, О.А. Управление электроприводами при учете реальных свойств механических передач [Текст]: учеб. пособие / О.А. Кравченко. -Новочеркасск: Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ), 2003. - 73 с.

61. Экспериментальное исследование системы регулирования усилий на физической модели стенда обезвешивания: Отчет о НИР /Новочерк. гос. техн. ун-т.- Рук. Г.Я. Пятибратов.- Новочеркасск, 1998.- 45 с.

62. Экспериментальные исследования электромеханической системы вертикальных перемещений устройства обезвешивания с комбинированным способом компенсации силы тяжести: Отчет о НИР /Юж. -Рос. гос. техн. унт.- Рук. Г.Я. Пятибратов.- Новочеркасск, 2002.- 63 с.

63. Левашов, А.В. Основы расчета точности цепей металлорежущих станков [Текст] / А.В. Левашов. - М.,«Машиностроение»,1966. - 212 с.

64.Тайц, Б.А. Контроль кинематической точности [Текст] / Б.А. Тайц - М., МИЭМ, 1972.

65. Пятибратов, Г.Я. Исследование на ЭВМ систем подчиненного управления электроприводов с учетом упругости механических передач [Текст]: метод. указ. / Г.Я. Пятибратов. - Новочеркасск: Новочерк. политехн. ин-т, 1989. -29 с.

66.Терехов, В.М. Система управления электроприводов [Текст] / В.М. Терехов, О.И. Осипов - М., «Академия», 2005. - 302 с.

67.Воронов, А.А. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления [Текст]: учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика», в 2-х ч. / А.А. Воронов [и др.]; под ред. А.А.Воронова. - М.: Высш. шк., 1986. - Ч.2 - 504 с.

68. Пятибратов, Г.Я. Синтез систем подчиненного регулирования электроприводов, минимизирующих динамические нагрузки в упругих механических передачах [Текст] / Г.Я. Пятибратов // Известия вузов. Электромеханика. - 1982. -№ 3. - С. 296-303.

69.Analog signal conditioner CPJ-CPJ2S [Текст]: руководство пользователя (NU-CPJ-FE-0208) / SCAIME - 8 с.

70.Масюк Ю.С. Возрастная динамика точности метаний детей среднегошкольного возраста / Ю.С. Масюк // Педагогика, психология и медико-биологические проблемы физического воспитания и спорта. - 2007. - № 10. - С. 97-100.

71.Богданов, Д.Ю. Подходы к ограничению скорости перемещения в электромеханических системах тренажерных комплексов для подготовки космонавтов [Текст] / Д.Ю. Богданов, А.Б. Бекин, Н.Р. Жамалетдинов // Пилотируемые полеты в космос: тезисы докл. Международной конф. (Звездный городок, 10-12 нояб. 2015 г.) - Звездный городок, 2015. - С. 311315.

72.System implementation of speed restriction while developing the force compensation systems [Text] / D.Yu. Bogdanov, G. Ya. Pyatibratov, A.B. Bekin // Procedia Engineering. - 2016. - Vol.150. - P. 1032-1040.

73.Богданов, Д.Ю. Разработка и реализация адаптивного регулятора перемещения устройства обезвешивания полезного груза тренажера для подготовки космонавтов [Текст] / Д.Ю. Богданов, О.А. Кравченко // Электротехнические системы и комплексы. - 2019. - № 1 (42). - С. 19-23.

74.Косинский, А.В. Аналого-цифровые преобразователи перемещений. [Текст] / А.В. Косинский, В.Р. Матвеевский, А.А Холомонов. - М.: Машиностроение, 1991. - 224 с.

75. Высокоточные преобразователи угловых перемещений [Текст] / Под общ. ред. А.А. Ахметжанова. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с.

76.Motion Control Drives SINAMICS S120 and SIMOTICS [Текст]: Каталог D 21.4 / Siemens, 2017 - 852 c.

77.Рабинер, Л. Теория и применение цифровой обработки сигналов. [Текст] / Л Рабинер., Б. Гоулд - М.: Мир, 1978. - 848 с.

78.Уралвес [Электронный ресурс]. URL: https://uralves.ru/ (дата обращения: 20.05.2019)

79.SINAMICS S120 Control Units and Supplementary System Components [Text]: Manual (6SL3097-4AH00-0BP7) / Siemens, 2017 - 348 pp.

80. Инкрементальные преобразователи угловых перемещений [Текст]: Каталог / СКБ ИС - 62 с.

81.SIMATIC S7-1500 CPU 1517T-3 PN/DP (6ES7517-3TP00-0AB0) [Text]: Manual (A5E3628525-AB) / Siemens, 2017 - 51 pp.

82.ГОСТ 20.39.108-85. Комплексная система общих технических требований. Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике. Номенклатура и порядок выбора. - М.: Издательство стандартов, 1986 - 16 с.

83.SIMATIC HMI. HMI device Mobile Panel 277F IWLAN V2, Mobile Panel 277F IWLAN (RFID Tag) [Text]: Operating Instructions (A5E02766325-02) / Siemens, 2011 - 460 pp.

84.SIMATIC HMI. PC-based Automation Human Machine Interface Systems/ PC-based Automation [Text]: Каталог ST 80/ST PC (E86060-K4680-A101-C4-7600) / Siemens, 2017 - 628 pp.

ПРИЛОЖЕНИЕ А АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель начальника ФГБУ «НИИ ЦИК имени Ю.Л. Гатрипа» по организации

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Богданова Дмитрия Юриев пча го созданнщ активных злектромехапичееких систем компенсации силы тяжести устройства обезвешнвания скафандров «Орлап-МТ» тренажера «Эыход-2» для подготовки космонавтов к районе в невесомости

Научно-исследовательская и просктпо-конструкторская работа по совершенствованию тренажерной базы для подготовки космонавтов к работе в невесомости выполнялась а 2016 -201? гг. Федеральным государственным бюджетным образовательным учрежденном высшего образованна л Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова» и Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина» по заданию Государственной корпорации по космической деятелыизсти «Foceocmdc» (Государственный контракт № 041-7001/16/104 от 19 сентября 201(5 г.). В 201 S голу при непосредственном участии Богданова Д.Ю- выполнены работы по модернизации тренажера «Выход-2» и расширению функциональных возможностей подготовки операторов к проведению шлюзования и выполнению операций внекорабельной деятельности. Результаты внедрены и успешно используются при реализации миогокоорлинатных систем перемещения устройств обезвешивания скафандров и полезного груза тренажера «Выход-2».

Выполненные после модернизации тренажера «Вцход-2я комплексные полномасштабные испытания при одновременном взаимодействии двух космонавтов в скафандрах и полезного ]руза показали эффективность работы предложенных систем и перспективность использования многокоорднпатпытс активных силокомпенснрукнцнх систем при реали!ацнн динамичных, перемещений космонавтов и грузов при имитации условий пониженной ¡равнтапии Луны и Марса.

В процессе испытан и й МНОгОкОординатной си.токомпснсируЕощсй системы обезвешипапия тренажера «Выход-2» были получены следующие показатели работы: при суммарной массе обезвепшвяемого скафандра е космонавтом до 250 кг и массой полезного груза до 100 кг. внешнне усилия, определяющие начало движения к его движение с требуемыми параметрами не превышали 10 Н. Скорости перемещения в каждом направлении до 1,7 м/с, а ускоренна до 2,6 м/с2. Все системы защиты и ограничення координат адекватно и п>ффек:гивно отрабатывали тестовые проверки,

В настоящее время на тренажере «Выход-2» осуществляется подготовка космонавтов согласно запланированному [рафику.

Начальник 30 отдела Начальник Ъ отделения 30 отдела