Применения LabVIEW на практике

Alliance Spacesystems использует технологии NI при создании космических роботов-манипуляторов

Поскольку аппаратные средства и программное обеспечение NI тесно интегрированы, функциональны, просты в использовании и позволяют решать некоторые наши самые сложные задачи, нам удалось получить выигрыш во времени и стоимости.
- Sean Dougherty, MDA-US, formerly Alliance Spacesystems LLC

Наши разработки используются на межпланетных космических кораблях, научных и телекоммуникационных спутниках, во многих сложных наземных приложениях. Мы разработали роботизированные манипуляторы для различных миссий НАСА на Марс, в том числе Phoenix Lander и марсоходы - Spirit и Opportunity. Мы также создали робота для ремонта космического телескопа Hubble.

Для разработки роботов требуются инженеры с опытом работы в различных инженерных областях. Они должны понимать, как механическая система будет влиять на проектируемую систему управления. Кроме того, они должны разбираться в программном обеспечении и понимать реальные проблемы работы с электронными и измерительными приборами, которые не могут быть идеальными и обладают погрешностями.

Мы начали со стандартизации тестирования и аттестации на базе технологий NI в области измерений и испытаний, а затем распространили применение инструментальных средств NI на стадии прототипирования и разработки. Мы можем использовать множество инструментальных средств NI во встраиваемых системах, для создания которых ранее требовалось комбинирование разнородных аппаратных систем.

Программное обеспечение мы проектируем с использованием модулей LabVIEW Real-Time и LabVIEW FPGA, а также библиотек функций управления движением, реализации алгоритмов управления, а также организации взаимодействия контроллеров в сети CAN. NI Real-Time Execution Trace Toolkit также служит очень полезным инструментом при оптимизации производительности будущих разработок.

Технологии NI предлагают три основных преимущества - полную интеграцию программных и аппаратных средств, гибкость, высокую производительность и при этом интуитивную простоту применения.

Поскольку мы получаем программное обеспечение и оборудование от одного изготовителя, у нас есть уверенность, что интерфейсы тщательно протестированы и мы будем иметь надежную, долговременную поддержку. Это способствует ускорению проектирования и снижению стоимость работ.

Приблизительно за три месяца мы спроектировали и изготовили демонстрацию робота для ремонта космического телескопа Хаббла НАСА. Этот проект - специализированная роботизированная XYZ платформа с возможностью смены инструмента и системой технического зрения. При использовании традиционных решений на создание комплекса аналогичного назначения мог потребоваться, по крайней мере, один год. С помощью LabVIEW, CompactRIO и других инструментальные средства NI, мы изготовили прототип примерно за 90 дней. Решения NI позволяют экономить время и дают значительную экономию финансовых средств.

Создание стенда для испытаний роботов аэрокосмического назначения мы также решили с использованием аппаратного и программного обеспечения NI. Для этого приложения потребовались ОС реального времени, предельная надежность и стабильность управления. Нам нужно было разработать систему, которая выполняет ряд задач: анализ состояния робота-манипулятора, визуализацию движения манипулятора, решение задач обратной кинематики и динамики (все это при большом объеме телеметрической информации), удобный пользовательский интерфейс.

В этой системе мы использовали CompactRIO с алгоритмами управления низкого уровня, которые выполняются в FPGA, и алгоритмами более высокого уровня, такими, как алгоритмы инверсной кинематики, выполняющимися на встроенном процессоре в режиме реального времени. Чтобы создать нечто, способное решать упомянутые задачи на борту, при использовании традиционных аппаратных и программных систем потребовались бы годы. А тесная интеграция аппаратных средств и программного обеспечения NI помогли реализовать первый вариант системы быстрее.



Возврат к списку